DE102015122947A1

DE102015122947A1 - Beleuchtungssystem und Leuchte

Info

Publication number: DE102015122947A1
Application number: DE102015122947.1A
Authority: DE
Inventors: Akinori Hiramatsu; Hiroshi Kido; Keisuke Seki
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2016-07-14
Also published as: CN105792408A; US9674918B2; US20160205741A1; CN105792408B

Abstract

Ein Beleuchtungssystem 1A enthält: eine erste Leuchtelementspalte LEDG1 mit einem eines einzelnen ersten Leuchtelements oder mehreren ersten Leuchtelementen, die in Reihe geschaltet sind; eine zweite Leuchtelementspalte LEDG2, die parallel zur ersten Leuchtelementspalte LEDG1 geschaltet ist und eines eines einzelnen zweiten Leuchtelements oder mehrerer zweiter Leuchtelemente enthält, die in Reihe geschaltet sind; eine Konstantstromversorgung 30, die einen konstanten Strom an die erste Leuchtelementspalte LEDG1 und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 liefert, die in Reihe geschaltet sind; einen Widerstand Rd1, der in Reihe zu der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 geschaltet ist und eine Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms detektiert; und eine Stromjustierschaltung 10A, die die Größe eines durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch den Widerstand Rd1 detektierten Stroms justiert.

Description

[Erfindungsgebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem und eine das Beleuchtungssystem verwendende Leuchte.
[Allgemeiner Stand der Technik]
Unter herkömmlichen Leuchten gibt es Leuchten, die eine Lichtquelleneinheit mit Leuchtelementen mit mehreren Farben enthalten (siehe beispielsweise Patentliteratur (PTL) 1). In der Lichtquelleneinheit der in PTL 1 offenbarten Leuchte sind eine erste Leuchtelementspalte, in der erste Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind, und eine zweite Leuchtelementspalte, in der zweite Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet. Ein erstes Leuchtelement und ein zweites Leuchtelement weisen verschiedene Farbtemperaturen auf. Bei einer derartigen Leuchte kann eine unterschiedliche Farbtönung beispielsweise durch Ändern des Leuchtverhältnisses zwischen mehreren Leuchtelementspalten durchgeführt werden.
[Entgegenhaltungsliste]
[Patentliteratur]

[PTL 1] Japanisches Patent Nr. 5426802

[Kurze Darstellung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Bei der in PTL 1 offenbarten Leuchte kann der durch die erste Leuchtelementspalte fließende Strom nicht auf Null gesetzt werden. Mit anderen Worten ist das Ausschalten nur der ersten Leuchtelementspalte unmöglich. Da Licht von der ersten Leuchtelementspalte immer vorliegt, besteht jedoch das Problem, dass der Farbtönungsbereich nicht ausreichend breit ist. Als solches gibt es eine Nachfrage nach einer weiteren Verbreiterung des Farbtönungsbereichs bei Leuchten.
Angesichts dessen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Beleuchtungssystems, einer Bestromungsvorrichtung und einer Leuchte, die eine Verbreiterung des Farbtönungsbereichs gestatten.
[Lösung des Problems]
Zur Lösung der obigen Aufgabe enthält ein Beleuchtungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung: eine erste Leuchtelementspalte mit einem eines einzelnen ersten Leuchtelements oder mehrerer erster Leuchtelemente, die in Reihe geschaltet sind; eine zweite Leuchtelementspalte, die parallel zu der ersten Leuchtelementspalte geschaltet ist und eines einzelnen zweiten Leuchtelements oder mehrerer zweiter Leuchtelemente, die in Reihe geschaltet sind, enthält; eine Konstantstromversorgung, die einen konstanten Strom an eine Lichtquelleneinheit liefert, die die erste Leuchtelementspalte und die zweite Leuchtelementspalte enthält; eine erste Detektorschaltung, die in Reihe zu der ersten Leuchtelementspalte geschaltet ist und eine Größe eines durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms detektiert; und eine Stromjustierschaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms justiert.
Um die obige Aufgabe zu erzielen, ist eine Bestromungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Bestromungsvorrichtung, die Strom an mehrere Leuchtelementspalten liefert und Folgendes enthält: einen gemeinsamen Anschluss; mehrere Zweiganschlüsse; eine Konstantstromversorgung, die einen Strom derart an die mehreren Leuchtelementspalten liefert, dass eine Summe der von dem gemeinsamen Anschluss zu den mehreren Zweiganschlüssen fließenden Ströme konstant ist, wenn die mehreren Leuchtelementspalten zwischen den gemeinsamen Anschluss und einen jeweiligen anderen der mehreren Zweiganschlüsse geschaltet sind; und eine Stromjustierschaltung, die eine Größe eines von dem gemeinsamen Anschluss zu mindestens einem der mehreren Zweiganschlüsse fließenden Stroms justiert.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Beleuchtungssysteme, Bestromungsvorrichtungen und Leuchten gemäß der vorliegenden Erfindung gestatten eine Verbreiterung des Farbtönungsbereichs.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungskonfiguration einer Leuchte in einem Vergleichsbeispiel darstellt.
2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Größe von Strömen darstellt, die durch zwei Leuchtelementspalten der Leuchte im Vergleichsbeispiel fließen.
3 ist eine Perspektivansicht eines Beispiels des äußeren Aussehens einer Leuchte in Ausführungsform 1.
4 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Ausführungsform 1 darstellt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration von Lichtquellen in Ausführungsform 1 darstellt.
6 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung (Dimmmuster) zwischen jeweiligen Strömen, die durch eine erste Leuchtelementspalte und eine zweite Leuchtelementspalte fließen, und einem konstanten Strom in Ausführungsform 1 darstellt.
7 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen Farbtemperatur und Beleuchtungsdichte in Ausführungsform 1 darstellt.
8 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Ausführungsform darstellt.
9 veranschaulicht graphische Darstellungen zum Beschreiben der Beziehung zwischen (a) der Ausgabe eines Operationsverstärkers, der eine Referenzwertjustierschaltung ist, (b) der Referenzspannung und (c) einem Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2.
10A ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2 darstellt.
10B ist eine graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2 darstellt.
10C ist eine graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2 darstellt.
11 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Variante 1 von Ausführungsform 2 darstellt.
12 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Variante 2 von Ausführungsform 2 darstellt.
13 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Ausführungsform 3 darstellt.
14A ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung (Dimmmuster) zwischen durch eine erste Leuchtelementspalte, eine zweite Leuchtelementspalte und eine dritte Leuchtelementspalte fließenden Strömen und einem konstanten Strom in Ausführungsform 3 darstellt.
14B ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung (Dimmmuster) zwischen einem durch die erste Leuchtelementspalte, die zweite Leuchtelementspalte und die dritte Leuchtelementspalte fließenden Strömen und einem konstanten Strom in Ausführungsform 3 darstellt.
15 ist ein Schaltplan, der die Schaltungskonfiguration der Leuchte in Ausführungsform 1 darstellt.
16 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen einem durch die erste Leuchtelementspalte fließenden ersten Strom und einem durch die zweite Leuchtelementspalte fließenden zweiten Strom und dem konstanten Strom in Ausführungsform 1 darstellt.
17 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen Farbtemperatur und Beleuchtungsintensität der Leuchte in Ausführungsform 1 darstellt.
18 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer Bestromungsvorrichtung in Ausführungsform 2 darstellt.
19 veranschaulicht graphische Darstellungen zum Beschreiben der Beziehung zwischen (a) der Ausgabe eines Operationsverstärkers, der eine Referenzwertjustierschaltung ist, (b) der Referenzspannung und (c) einem Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2.
20A ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2 darstellt.
20B ist eine graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2 darstellt.
20C ist eine graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 2 darstellt.
21 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer Bestromungsvorrichtung in einer Variante 1 von Ausführungsform 2 darstellt.
22 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer Bestromungsvorrichtung in Ausführungsform 3 darstellt.
23A ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen einem durch die erste Leuchtelementspalte fließenden ersten Strom, einem durch die zweite Leuchtelementspalte fließenden zweiten Strom und einem durch die dritte Leuchtelementspalte fließenden Strom und dem konstanten Strom in Ausführungsform 3 darstellt.
23B ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem durch die erste Leuchtelementspalte fließenden ersten Strom, dem durch die zweite Leuchtelementspalte fließenden zweiten Strom und dem durch die dritte Leuchtelementspalte fließenden Strom und dem konstanten Strom in Ausführungsform 3 darstellt.
24 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer Bestromungsvorrichtung in Ausführungsform 4 darstellt.
25 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen einem durch eine erste Leuchtelementspalte fließenden ersten Strom und einem durch eine zweite Leuchtelementspalte fließenden zweiten Strom und einem konstanten Strom in Ausführungsform 4 darstellt.
26A ist eine graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 4 darstellt.
26B ist eine graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel eines Dimmmusters in Ausführungsform 4 darstellt.
27 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer Bestromungsvorrichtung in einer Variante von Ausführungsform 4 darstellt.
28 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung (Dimmmuster) zwischen durch eine erste Leuchtelementspalte, eine zweite Leuchtelementspalte und eine dritte Leuchtelementspalte fließenden Strömen und einem konstanten Strom in Variante 1 von Ausführungsform 1 darstellt.
29 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Variante 2 von Ausführungsform 1 darstellt.
[Beschreibung der Ausführungsformen]
(Details des Problems und des zugrundeliegenden Wissens, das die Basis der vorliegenden Erfindung bildet)
1 ist ein Schaltplan, der als ein Vergleichsbeispiel die Schaltungskonfiguration einer in PTL 1 offenbarten Leuchte darstellt.
Die in PTL 1 offenbarte Leuchte enthält eine Wechselstrom-Stromversorgung (AC-Stromversorgung) 131, einen Dimmer 115, eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung 132, eine Konstantstromversorgung 133 und eine Bestromungsschaltung 101.
Die AC-Stromversorgung 131 liefert eine AC-Spannung an die Leuchte. Der Dimmer 115 ist eine Schaltung, die die Größe (die Menge) des Stroms justiert, der an die Bestromungsschaltung 101 geliefert wird, durch Ändern der Eingangsspannung zu der Gleichrichter- und Glättungsschaltung 132 gemäß einer Operation von außen. Durch Ändern der Eingangsspannung zur Gleichrichter- und Glättungsschaltung 132 kann infolgedessen die Größe des von der Konstantstromversorgung 133 auszugebenden Stroms justiert werden.
Die Bestromungsschaltung 101 enthält eine kühlfarbige Leuchtdiodenspalte (LED-Spalte) 121, eine warmfarbige LED-Spalte 122, eine LED-Spalte 123, einen Bipolartransistor 124 und Widerstände 125 und 126.
Die Bestromungsschaltung 101 enthält Parallelschaltungen, in denen eine erste Reihenschaltung, bei der die kühlfarbige LED-Spalte 121 und der Bipolartransistor 124 in Reihe geschaltet sind, und eine zweite Reihenschaltung, bei der die warmfarbige LED-Spalte 122 und der Widerstand 126 in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind. Die LED-Spalte 123 ist in Reihe zu den Parallelschaltungen geschaltet.
Die LED-Spalte 123 besteht aus zwei LEDs, die in Reihe geschaltet sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Kathodenanschluss der vorderen LED in der Richtung, in der der Strom fließt, als der Kathodenanschluss der LED-Spalte 123 bezeichnet, und der Anodenanschluss der hinteren LED wird als der Anodenanschluss der LED-Spalte 123 bezeichnet. Bei der LED-Spalte 123 ist der Anodenanschluss mit einem Ende der Konstantstromversorgung 133 und der Kathodenanschluss mit einem Kollektoranschluss des Bipolartransistors 124, einem Ende des Widerstands 125 und dem Anodenanschluss der kühlfarbigen LED-Spalte 122 verbunden.
Beim Widerstand 125 ist ein Ende mit dem Kathodenanschluss der LED-Spalte 123, dem Kollektoranschluss des Bipolartransistors 124 und dem Anodenanschluss der warmfarbigen LED-Spalte 122 und das andere Ende mit einem Basisanschluss des Bipolartransistors 124 verbunden.
Beim Bipolartransistor 124 ist der Basisanschluss mit dem anderen Ende des Widerstands 125, ein Emitteranschluss mit dem Anodenanschluss der kühlfarbigen LED-Spalte 121 und der Kollektoranschluss mit einem Ausgangsknoten (Knoten, mit dem die Kathodenelektrode verbunden ist) der LED-Spalte 123 verbunden.
Die kühlfarbige LED-Spalte 121 besteht aus vier kühlfarbigen LEDs, die in Reihe geschaltet sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Kathodenanschluss der vorderen kühlfarbigen LED als der Kathodenanschluss der kühlfarbigen LED-Spalte 121 bezeichnet, und der Anodenanschluss der letzten kühlfarbigen LED wird als der Anodenanschluss der kühlfarbigen LED-Spalte 121 bezeichnet. Bei der kühlfarbigen LED-Spalte 121 ist der Anodenanschluss mit dem Emitteranschluss des Bipolartransistors 124 und der Kathodenanschluss mit dem anderen Ende der Konstantstromversorgung 133 und einem Ende des Widerstands 126 verbunden.
Die warmfarbige LED-Spalte 122 besteht aus vier warmfarbigen LEDs, die in Reihe geschaltet sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Kathodenanschluss der vorderen warmfarbigen LED als der Kathodenanschluss der warmfarbigen LED-Spalte 122 bezeichnet, und der Anodenanschluss der letzten warmfarbigen LED wird als der Anodenanschluss der warmfarbigen LED-Spalte 122 bezeichnet. Bei der warmfarbigen LED-Spalte 122 ist der Anodenanschluss mit dem Kathodenanschluss der LED-Spalte 123, dem Kollektoranschluss des Bipolartransistors 124 und dem einen Ende des Widerstands 125 und der Kathodenanschluss mit dem anderen Ende des Widerstands 126 verbunden.
Der Widerstand 126 ist mit einem Ende mit dem anderen Ende der Konstantstromversorgung 133 und dem Kathodenanschluss der kühlfarbigen LED-Spalte 121 und mit dem anderen Ende mit dem Kathodenanschluss der warmfarbigen LED-Spalte 122 verbunden.
Bei dieser Leuchte fungiert der Bipolartransistor 124 als ein variables Widerstandselement mit einem Widerstandswert, der sich gemäß der Größe des durch die warmfarbige LED-Spalte 122 fließenden Stroms ändert. Eine Änderung beim Widerstandswert des Bipolartransistors 124 bewirkt eine Änderung der Größe des durch die kühlfarbige LED-Spalte 121 fließenden Stroms.
Mit anderen Worten ist in der Leuchte in PTL 1 der Gesamtwert der durch die kühlfarbige LED-Spalte 121 und die warmfarbige LED-Spalte 122 fließenden Ströme gleich der Größe des Ausgangsstroms der Konstantstromversorgung 133, und eine Dimmsteuerung wird durch Ändern des Anteils von durch die kühlfarbige LED-Spalte 121 und die warmfarbige LED-Spalte 122 fließenden Strömen gemäß der Größe des durch die warmfarbige LED-Spalte 122 fließenden Stroms durchgeführt.
2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Größe von Strömen darstellt, die durch zwei Leuchtelementspalten in der in PTL 1 offenbarten Leuchte (Vergleichsbeispiel) fließen. In 2 zeigt die vertikale Achse die Stromanteile der beiden Ströme, und die horizontale Achse zeigt die Größe des von der Konstantstromversorgung 133 ausgegebenen Stroms. Die horizontale Achse zeigt die Prozentsätze (%), wenn der Höchstwert 100% beträgt.
Wie in 2 dargestellt, nimmt in der in PTL 1 offenbarten Leuchte, wenn die Größe des konstanten Stroms It von der Konstantstromversorgung 133 zunimmt, der Anteil des durch die kühlfarbige LED-Spalte 121 fließenden Stroms I1 zu und der Anteil des durch die warmfarbige LED-Spalte 122 fließenden Stroms I2 nimmt ab.
Hier sind, wie aus 2 ersichtlich, in der in PTL 1 offenbarten Leuchte mit Ausnahme beim Start der Ausgabe (0%) der Konstantstromversorgung 133 sowohl die kühlfarbige LED-Spalte 121 als auch die warmfarbige LED-Spalte 122 immer eingeschaltet. Bei der in PTL 1 offenbarten Leuchte schaltet, sogar wenn erwünscht ist, die Farbe der warmfarbigen LED-Spalte 122 unmittelbar nach dem Einschalten der Leuchte klarer zu machen, auch die kühlfarbige LED-Spalte 121 ein, was zu einer Farbtönung führt, bei der die kühle Farbe geringfügig zu der warmen Farbe dazugemischt ist.
Als solches besteht ein Bedarf an einer weiteren Verbreiterung des Farbtönungsbereichs.
Im Folgenden werden Beleuchtungssysteme und Leuchten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass jede der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ein spezifisches Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Deshalb sind Zahlenwerte, Gestalten, Materialien, Strukturkomponenten, die Anordnung und Verbindung der Strukturkomponenten usw., die in den folgenden Ausführungsformen gezeigt sind, lediglich Beispiele und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. Zudem werden unter den Strukturkomponenten in den folgenden Ausführungsformen Komponenten, die in irgendeiner der unabhängigen Ansprüche nicht aufgeführt sind, die die breitesten Konzepte der vorliegenden Erfindung anzeigen, als willkürliche Strukturkomponenten beschrieben.
Zudem sind die jeweiligen Figuren Schemadiagramme und nicht notwendigerweise präzise Darstellungen. Außerdem erhalten in den jeweiligen Diagrammen identische Strukturkomponenten die gleichen Bezugszeichen.
[Ausführungsform 1]
Ein Beleuchtungssystem und eine Leuchte mit dem Beleuchtungssystem in Ausführungsform 1 werden anhand von 3 bis 7 beschrieben.
3 ist eine Perspektivansicht eines Beispiels des äußeren Aussehens der Leuchte in dieser Ausführungsform. Die in 3 dargestellte Leuchte 80 ist ein Downlight und enthält einen Anschlusskasten 81, einen Lampenkörper 82 und eine Leitung 83. Der Anschlusskasten 81 nimmt in der Leuchte 80 enthaltene Schaltungen auf (Konstantstromversorgung, Dreipolregler, Stromjustierschaltung und Stromdetektorschaltung (nicht dargestellt)). Der Lampenkörper 82 nimmt die Lichtquelleneinheit 20A auf. Die Leitung 83 ist eine Leitung, die die Schaltungen und die Lichtquelleneinheit, in der Leuchte 80 enthalten, verbindet.
[1-1. Leuchtenkonfiguration]
4 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration von Leuchte 80 in dieser Ausführungsform darstellt. Die Leuchte 80 ist ein Gerät mit einer Dimmfunktion und enthält, wie in 4 dargestellt, einen Dimmer 40 und ein Beleuchtungssystem 1A, und die Leistung wird von einer Wechselstrom-Stromversorgung (AC-Stromversorgung) 50 geliefert.
Die AC-Stromversorgung 50 ist beispielsweise eine externe kommerzielle Stromversorgung.
Hier ist der Dimmer 40 ein Phasenabschnittsdimmer und er justiert den Bereich der Phase (EIN-Phase) der in die Konstantstromversorgung 30 einzugebenden AC-Spannung gemäß einem Steuersignal von einem nicht gezeigten Beleuchtungscontroller. Je größer der Bereich der Phase ist, umso größer ist die Größe (die Menge) des von der Konstantstromversorgung 30 ausgegebenen konstanten Stroms I0. Der Beleuchtungscontroller ermöglicht eine Operation zum Ändern der Helligkeit der Leuchte in mehreren Stufen, und bei Betätigung durch einen Benutzer gibt er ein die Helligkeit nach der Änderung (d. h. die neue Helligkeit) anzeigendes Steuersignal an den Dimmer 40 aus. Der Dimmer 40 justiert den oben erwähnten Bereich der Phase gemäß dem Steuersignal. Es sei angemerkt, dass der Dimmer 40 ein Dimmer sein kann, der ein anderes Steuerverfahren verwendet, wie etwa das Impulsbreitenmodulations-Steuerverfahren (PWM-Steuerverfahren) usw.
[1-1-1. Beleuchtungssystemkonfiguration]
Das Beleuchtungssystem 1A enthält mehrere Lichtquellen (Leuchtelementspalten) mit verschiedenen Farbtemperaturen und ist ein System zum Durchführen einer Farbtönung von auszugebendem Licht gemäß einer Änderung bei einem Parameter wie etwa der Größe des von der Konstantstromversorgung 30 auszugebenden konstanten Stroms. Das Beleuchtungssystem 1A ist konfiguriert zum Verteilen des konstanten Stroms zu den Leuchtelementspalten und führt eine Farbtönung durch Justieren der Helligkeit jeder Leuchtelementspalte durch Ändern des Anteils des Stroms durch, der zu den jeweiligen Leuchtelementspalten geschickt wird.
Wie in 4 dargestellt, enthält das Beleuchtungssystem 1A eine Konstantstromversorgung 30, eine Lichtquelleneinheit 20A, einen Dreipolregler Vreg, eine erste Detektorschaltung (Widerstand Rd1), eine Konstantstromdetektorschaltung (Widerstand Rd0) und eine Stromjustierschaltung 10A.
[Konstantstromversorgung]
Die Konstantstromversorgung 30 liefert einen konstanten Strom I0 an die Lichtquelleneinheit 20A, das heißt die erste Leuchtelementspalte LEDG1 und zweite Leuchtelementspalte LEDG2, die parallel geschaltet sind. Wie oben beschrieben justiert der Dimmer 40 den Bereich der Phase (EIN-Phase) der aus der AC-Stromversorgung 50 in die Konstantstromversorgung 30 einzugebenden AC-Spannung. Wenngleich in der Figur nicht dargestellt, enthält die Konstantstromversorgung 30 eine Spannungserhöhungs- oder Spannungsabsenkungsschaltung, eine Gleichrichterschaltung, eine Glättungsschaltung usw., wandelt die eingegebene AC-Spannung in eine Gleichstromspannung (DC-Spannung) um und liefert an die Lichtquelleneinheit 20A einen konstanten Strom I0 (DC-Strom) mit einer Größe, die dem aus der Umwandlung resultierenden DC-Strom entspricht. Details einer derartigen Konstantstromversorgung 30 sind dem Durchschnittsfachmann wohlbekannt und entfallen hier der Kürze halber.
[Lichtquelleneinheit]
Hier enthält die Lichtquelleneinheit 20A eine erste Leuchtelementspalte LEDG1 und eine zweite Leuchtelementspalte LEDG2, die parallel geschaltet sind.
Die erste Leuchtelementspalte LEDG1 enthält vier LEDs vom gleichen Typ, die in Reihe geschaltet sind. LEDs vom „gleichen Typ” bezieht sich hier auf LEDs mit Durchlassspannungen mit der gleichen Größe. Die vier LEDs sind Beispiele der ersten Leuchtelemente. Die in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 enthaltenen vier LEDs sind sogenannte glühbirnenfarbige LEDs mit einer Farbtemperatur von 2700 K. Es sei angemerkt, dass die Durchlassspannungen aller in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 enthaltenen LEDs gleich sind. Es sei angemerkt, dass es zwar reicht, dass die in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 enthaltenen vier LEDs die gleiche Farbtemperatur besitzen, das Verwenden von LEDs, die hier als vom „gleichen Typ” bezeichnet werden, eine Kostenreduktion gestattet.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird der Kathodenanschluss der vorderen LED der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 in der Richtung, in der der Strom fließt, als der Kathodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 bezeichnet, und der Anodenanschluss der vierten LED in der Richtung, in der der Strom fließt, wird als der Anodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 bezeichnet. Bei der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 sind der Anodenanschluss und der Kathodenanschluss mit einem Knoten N1 bzw. N3 verbunden. Weiterhin wird der durch die Leuchtelementspalte LEDG1 fließende Strom als Strom I1 bezeichnet.
Die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 enthält fünf LEDs vom gleichen Typ, die in Reihe geschaltet sind. Hier bezieht sich LEDs vom „gleichen Typ” auf LEDs mit Durchlassspannungen mit der gleichen Größe. Die fünf LEDs sind Beispiele von zweiten Leuchtelementen. Die in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 enthaltenen fünf LEDs sind sogenannte tageslichtweißfarbige LEDs mit einer Farbtemperatur von 5000 K. Es sei angemerkt, dass die Durchlassspannungen aller in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 enthaltenen LEDs die gleichen sind wie die Durchlassspannungen der in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 enthaltenen LEDs. Es sei angemerkt, dass es zwar reicht, dass die in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 enthaltenen fünf LEDs die gleiche Farbtemperatur besitzen, das Verwenden von LEDs, die hier als vom „gleichen Typ” bezeichnet werden, eine Kostenreduktion gestattet.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird der Kathodenanschluss der vorderen LED der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 in der Richtung, in der der Strom fließt, als der Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 bezeichnet, und der Anodenanschluss der fünften LED in der Richtung, in der der Strom fließt, wird als der Anodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 bezeichnet. Bei der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 sind der Anodenanschluss und der Kathodenanschluss mit einem Knoten N1 bzw. N2 verbunden. Weiterhin wird der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließende Strom als Strom I2 bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform ist die Anzahl an LEDs der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 kleiner als die Anzahl an LEDs der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2. Mit anderen Worten ist die Summe der Durchlassspannungen der einen oder mehrere, zur zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 gehörenden LEDs größer als die Summe der Durchlassspannungen der einen oder mehreren, zur ersten Leuchtelementspalte LEDG1 gehörenden LEDs. Als solches fließt, wenn die Spannungsdifferenz zwischen Knoten N1 und N2 größer ist als die Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 und kleiner ist als die Summe der Durchlassspannungen der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2, Strom durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1, aber kein Strom fließt durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform das Dimmen zum Einschalten der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 und Ausschalten der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 möglich.
5 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels der Anordnung der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 in dieser Ausführungsform. Die erste Leuchtelementspalte LEDG1 und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 sind auf einer Basis angeordnet, die wie ein kreisförmiger Kegelstumpf geformt ist. Die in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 enthaltenen vier LEDs sind auf der geneigten Fläche der Basis verteilt (zwei der LEDs sind in 5 dargestellt). Die in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 enthaltenen fünf LEDs sind auf der oberen Fläche der Basis verteilt (drei der LEDs sind in 5 dargestellt). Auf diese Weise kann die Lichtverteilungskennlinie der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 durch Justieren der Winkel und Positionen der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 verschieden gemacht werden.
[Dreipolregler]
Der Dreipolregler Vreg ist eine herkömmliche Schaltung, die eine konstante Ausgangsspannung generiert und einen mit dem Knoten N1 verbundenen Eingangsanschluss IN und einen mit dem Knoten N6 verbundenen Ausgangsanschluss OUT besitzt. Ein Kondensator C2 ist zwischen den Eingangsanschluss IN und den Masseanschluss GND geschaltet. Der Kondensator C3 ist zwischen den Ausgangsanschluss OUT und dem Masseanschluss GND geschaltet.
[Erste Detektorschaltung]
Die erste Detektorschaltung ist eine Schaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms detektiert. Die erste Detektorschaltung ist in Reihe zur ersten Leuchtelementspalte LEDG1 geschaltet. Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform die erste Detektorschaltung ein Widerstand Rd1 mit einem mit dem Knoten N4 verbundenen Ende und dem mit dem Knoten N2 verbundenen anderen Ende.
Der Knoten N4 ist ein Knoten, mit dem der Sourceanschluss des in der Stromjustierschaltung 10A enthaltenen Transistors Q1 und der minusseitige Eingangsanschluss eines in der Stromjustierschaltung 10A enthaltenen Operationsverstärkers (Op-Amp) OP1 verbunden sind.
Mit anderen Worten wird eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren einer Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall in Widerstand Rd1 zu der Spannung von Knoten N2, in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben. Wenn der Widerstandswert von Widerstand Rd1 als R1 bezeichnet wird, kann die Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd1 als R1 × I1 dargestellt werden, und somit ist die in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegebene Spannung eine Spannung, die von der Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms I1 abhängt. Durch Schalten von Widerstand Rd1 in Reihe zu der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 kann die Größe des Stroms I1 detektiert werden.
[Konstantstromdetektorschaltung]
Die Konstantstromdetektorschaltung ist eine Schaltung, die die Größe des konstanten Stroms I0 detektiert. Bei dieser Ausführungsform ist die Konstantstromdetektorschaltung der Widerstand Rd0 mit einem mit dem Knoten N2 verbundenen Ende und dem mit dem niederspannungsseitigen Anschluss (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 verbundenen anderen Ende.
Wenn der Widerstandswert des Widerstands Rd0 als R0 bezeichnet wird, ist die Spannung des Knotens N2 eine Spannung, die durch Addieren einer Spannung (R0 × I0) äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd0 zur Spannung des niederspannungsseitigen Anschlusses (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 erhalten wird. In dieser Ausführungsform wird eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren einer Spannung äquivalent dem Spannungsabfall im Widerstand Rd0 und einer Spannung äquivalent dem Spannungsabfall im Widerstand Rd1, der die erste Detektorschaltung ist, in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben. Durch Vorsehen des Widerstands Rd0 kann der konstante Strom I0 detektiert werden.
[Stromjustierschaltung]
Die Stromjustierschaltung 10A ist eine Schaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms justiert. Insbesondere vergleicht die Stromjustierschaltung 10A die Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms mit einem Referenzwert und ändert die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms gemäß dem Ergebnis des Vergleichs. Es sei angemerkt, dass die Stromjustierschaltung 10A in dieser Ausführungsform die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die Konstantstromdetektorschaltung detektierten konstanten Stroms zusätzlich zu der Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms justiert.
Wie in 4 dargestellt, enthält die Stromjustierschaltung 10A eine Spannungsteilerschaltung, einen Transistor Q1 und eine Vergleicherverstärkerschaltung.
Die Spannungsteilerschaltung ist eine Schaltung, die eine Referenzspannung Vref aus einer von dem Dreipolregler Vreg ausgegebenen konstanten Spannung generiert und eine durch das Aufteilen der konstanten Spannung erhaltene Spannung zu dem plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 ausgibt. Die Spannungsteilerschaltung ist aus der Reihenschaltung der Widerstände Ri1 und Ri2 konfiguriert, wobei der Knoten N7, der der verbindende Knoten der Widerstände Ri1 und Ri2 ist, als ein Ausgangsknoten dient. Der Widerstand Ri1 ist mit einem Ende mit dem Knoten N5 und mit dem anderen Ende mit dem Knoten N7 verbunden. Der Widerstand Ri2 ist mit einem Ende mit dem Knoten N6 (Knoten, mit dem der Ausgangsanschluss OUT des Dreipolreglers Vreg verbunden ist) und mit dem anderen Ende mit dem Knoten N7 verbunden.
Wenn der Widerstandswert des Widerstands Ri1 als R11 bezeichnet wird und der Widerstandswert des Widerstands Ri2 als R12 bezeichnet wird, ist die Referenzspannung Vref ist eine Spannung, die berechnet wird durch: (Ausgangsspannung des Dreipolreglers Vreg) × R11/(R11 + R12).
Der Transistor Q1 ist ein Transistor, der den durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Strom justiert. Der Transistor Q1 ist ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) und besitzt einen mit dem Ausgangsanschluss (Knoten N8) der Vergleicherverstärkerschaltung verbundenen Gateanschluss, einen mit dem Kathodenanschluss (Knoten N3) der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 verbundenen Drainanschluss und einen mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 und dem einen Ende (Knoten N4) des Widerstands Rd1 verbundenen Sourceanschluss. Mit anderen Worten sind die erste Leuchtelementspalte LEDG1, der Drainanschluss und der Sourceanschluss des Transistors Q1 und der Widerstand Rd1, der die erste Detektorschaltung ist, in Reihe zwischen Knoten N1 und Knoten N2 geschaltet.
Die Vergleicherverstärkerschaltung vergleicht die Spannungsabfälle im Widerstand Rd1 und im Widerstand Rd0 mit dem Referenzwert und legt eine Spannung, die dem Ergebnis des Vergleichs entspricht, an den Steueranschluss (d. h. Gateanschluss) des Transistors Q1 an. Hier ist die Vergleicherverstärkerschaltung der Op-Amp OP1 mit dem mit dem Ausgangsknoten (Knoten N7) der Spannungsteilerschaltung verbundenen plusseitigen Eingangsanschluss, dem mit dem Knoten N4, der der Ausgangsknoten der ersten Detektorschaltung ist, verbundenen minusseitigen Eingangsanschluss und einem mit dem Gateanschluss des Transistors Q1 verbundenen Ausgangsanschluss. Der Widerstand Ri3 ist zwischen den minusseitigen Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Op-Amp OP1 geschaltet.
Eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren des Spannungsabfalls (R0 × I0) im Widerstand Rd0 und des Spannungsabfalls (R1 × I1) im Widerstand Rd1 zur Erdungsspannung der Konstantstromversorgung 30, wird in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben. Der Op-Amp OP1 vergleicht den Spannungsabfall (R1 × I1) im Widerstand Rd1 und den Spannungsabfall (R0 × I0) im Widerstand Rd0 mit der Referenzspannung Vref (d. h., dem Referenzwert). Wenn die in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegebene Spannung kleiner ist als die Referenzspannung Vref, gibt der Op-Amp OP1 ein Signal mit hohem Pegel (Pegel H) mit einer Größe aus, die der Differenz zwischen der in den minusseitigen Eingangsanschluss eingegebenen Spannung und der Referenzspannung Vref entspricht. Der Op-Amp OP1 gibt ein Signal mit niedrigem Pegel (Pegel L) aus, wenn die zum minusseitigen Eingangsanschluss eingegebene Spannung größer ist als die Referenzspannung Vref.
[1-2. Betrieb]
Der Betrieb der Stromjustierschaltung 10A wird anhand von 6 beschrieben. 6 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Strom I1 und dem durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden Strom I2 und dem konstanten Strom I0 in dieser Ausführungsform darstellt. In 6 zeigt die horizontale Achse die Größe des konstanten Stroms I0, und die vertikale Achse zeigt die Größe der Ströme I1 und I2.
In 6 enthält die graphische Darstellung den Bereich Z1, in dem der Strom I2 0 beträgt, den Bereich Z2, in dem sowohl der Strom I1 als auch der Strom I2 größer als 0 sind, und den Bereich Z3, in dem der Strom I1 0 beträgt.
(1) Bereich Z1
Der Bereich Z1 ist ein Bereich, in dem die Größe des konstanten Stroms I0 kleiner oder gleich einem ersten Schwellwert ist. Im Bereich Z1 ist die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ist ausgeschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt die Beziehung Vref ≥ (R0 + R1) × I0 erfüllt ist, wird der erste Schwellwert durch Vref/(R0 + R1) dargestellt. Im Bereich Z1 ändert die Stromjustierschaltung 10A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms I1, so dass der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließende Strom 0 wird.
Im Bereich Z1 ist die Spannung V_ des minusseitigen Eingangsanschlusses des Op-Amp OP1 ausreichend kleiner als Vref, und somit ist die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 auf den sogenannten Pegel H fixiert. Damit arbeitet der Transistor Q1 in einem linearen Gebiet (d. h., der sogenannte Drain-Source-Widerstand wird extrem klein).
Anders ausgedrückt ist der Bereich Z1 ein Bereich, in dem die Summe aus den Durchlassspannungen der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 größer ist als die Spannung, die durch Addieren des Spannungsabfalls im Widerstand Rd1 zu der Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 erhalten wird, und der Strom I2 der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 beträgt 0.
(2) Bereich Z2
Der Bereich Z2 ist ein Bereich, bei dem die Größe des konstanten Stroms I0 größer ist als der erste Schwellwert und kleiner ist als ein zweiter Schwellwert. Es sei angemerkt, dass der zweite Schwellwert größer ist als der erste Schwellwert. Im Bereich Z2 sind sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt die Beziehung (R0 + R1) × I0 > Vref > R0 × I0 erfüllt ist, wird der zweite Schwellwert durch Vref/R0 dargestellt. Im Bereich Z2 justiert die Stromjustierschaltung 10A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms, so dass der Strom I1 kleiner wird und der Strom I2 größer wird, während der konstante Strom I0 größer wird.
Im Bereich Z2 wird die Differenz zwischen der Spannung V_ des minusseitigen Eingangsanschlusses und der Spannung Vref des plusseitigen Eingangsanschlusses des Op-Amp OP1 relativ klein und somit wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 klein. Als solches arbeitet der Transistor Q1 in einem Sättigungsgebiet (d. h., arbeitet als sogenanntes variables Widerstandselement).
Insbesondere wenn die Referenzspannung Vref größer ist als die Spannung V_, wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 größer, da die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_ größer wird. Hier ist die Spannung V_ durch R1 × I1 + R0 × I0 dargestellt.
Je kleiner der Strom I1 ist, umso kleiner werden die Spannungsabfälle in den Widerständen Rd0 und Rd1 und umso größer wird die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_. Folglich wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1, das heißt die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1, größer. Wenn die Spannung des Gateanschlusses des Transistor Q1 größer wird, wird der Widerstandswert des Transistors Q1 kleiner und der Strom I1 wird größer.
Je größer der Strom I1 ist, umso größer werden die Spannungsabfälle in den Widerständen Rd0 und Rd1 und umso kleiner wird die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_. Folglich wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1, das heißt die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1, kleiner. Wenn die Spannung des Gateanschlusses des Transistor Q1 kleiner wird, wird der Widerstandswert des Transistors Q1 größer und der Strom I1 wird kleiner.
Mit anderen Worten justiert im Bereich Z2 die Stromjustierschaltung 10A die Gatespannung des Transistors Q1 so, dass die Spannung V_ gleich der Referenzspannung Vref wird. Anders ausgedrückt justiert die Stromjustierschaltung 10A die Gatespannung des Transistors Q1 so, dass der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließende Strom I1 den in Gleichung 1 unten gezeigten Wert erhält. I1 = (Vref – R0 × I0)/R1 (Gleichung 1)
(3) Bereich Z3
Der Bereich Z3 ist ein Bereich, in dem die Größe des konstanten Stroms I0 größer oder gleich dem ersten Schwellwert ist. Im Bereich Z3 ist die erste Leuchtelementspalte LEDG1 ausgeschaltet und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ist eingeschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt die Beziehung R0 × 10 ≥ Vref erfüllt ist, wird der zweite Schwellwert als Vref/R0 dargestellt. Im Bereich Z3 setzt die Stromjustierschaltung 10A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms auf 0.
Im Bereich Z3 wird der Spannungsabfall im Widerstand Rd0, der die Konstantstromdetektorschaltung ist, größer oder gleich der Referenzspannung Vref. Zu diesem Zeitpunkt wird im Op-Amp OP1 die Spannung (Referenzspannung Vref) des plusseitigen Eingangsanschlusses kleiner als die Spannung V_ des minusseitigen Eingangsanschlusses, und somit wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 auf den Pegel L fixiert. Als solches wird der Transistor Q1 ausgeschaltet und der Strom I1 der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 wird 0.
7 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen Farbtemperatur und Beleuchtungsintensität des Beleuchtungssystems 1A in dieser Ausführungsformen darstellt.
Wie in 7 dargestellt, ist im Beleuchtungssystem 1A in dieser Ausführungsform, während die Beleuchtungsintensität niedrig ist, die Farbtemperatur niedrig und die Beleuchtung ist von einer Farbe, die Rot nahe kommt. In Beleuchtungssystem 1A steigt mit der Beleuchtungsintensität die Farbtemperatur und die Beleuchtung mit einer Farbe, die einer kühlen Farbe nahe kommt, wird erhalten.
[1-3. Vorteilhafte Effekte usw.]
Das Beleuchtungssystem 1A in dieser Ausführungsform enthält: eine erste Detektorschaltung, die zu der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 in Reihe geschaltet ist und die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms I1 detektiert; und eine Stromjustierschaltung 10A, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die erste Detektorschaltung fließenden Stroms justiert.
Damit ist es möglich, einen Zustand (Bereich Z3) herzustellen, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG1 ausgeschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet ist, und somit wird es möglich, den Farbtönungsbereich zu verbreitern.
Außerdem ist im Beleuchtungssystem 1A die Summe der Durchlassspannungen der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 größer als die Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte LEDG1, und somit ist es möglich, einen Zustand herzustellen, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ausgeschaltet ist. Dies gestattet, dass der Farbtönungsbereich weiter verbreitert wird.
Wenn anders ausgedrückt die Größe des konstanten Stroms I0 kleiner oder gleich dem ersten Schwellwert ist, justiert die Stromjustierschaltung 10A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms I1, so dass der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließende Strom I2 0 wird. Wenn außerdem die Größe des konstanten Stroms I0 größer oder gleich dem zweiten Schwellwert ist, setzt die Stromjustierschaltung 10A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms I1 auf 0.
Damit ist es möglich, den Bereich Z1 bereitzustellen, in dem nur die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet ist, den Bereich Z2, in dem sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet sind, und den Bereich Z3, in dem nur die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet ist. Mit anderen Worten ist es möglich, die Zustände im Bereich Z1 und Bereich Z3 herzustellen, die im Vergleichsbeispiel nicht existieren, und der Farbtönungsbereich kann weiter als im Vergleichsbeispiel verbreitert werden.
Zudem sind in dieser Ausführungsform die Farbverteilungskennlinie der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 und die Farbverteilungskennlinie der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 verschieden. Durch Verwenden der in 5 dargestellten Anordnung kann die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als indirekte Beleuchtung verwendet werden und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 kann als direkte Beleuchtung verwendet werden. Insbesondere kann im Beleuchtungssystem 1A im Fall einer geringen Beleuchtungsintensität die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet werden, um eine indirekte Beleuchtung mit Licht zu implementieren, das eine Farbe aufweist, die der warmen Farbe der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 nahe kommt. Weiterhin kann im Fall einer hohen Beleuchtungsintensität die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet werden, um eine direkte Beleuchtung mit Licht zu implementieren, das eine Farbe aufweist, die der kühlen Farbe der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 nahe kommt. Dies gestattet den dramatischen Effekt, dass das Beleuchtungssystem weiter gesteigert wird.
Außerdem kann das Beleuchtungssystem 1A in dieser Ausführungsform eine Farbtönung implementieren, bei der sich die Farbtemperatur allmählich ändert, wie in 7 dargestellt, und es ist somit in der Lage, eine Farbtönung zu implementieren, die angenehmer ist.
[Ausführungsform 2]
Ein Beleuchtungssystem und eine das Beleuchtungssystem enthaltende Leuchte in Ausführungsform 2 werden anhand von 8, 9 und 10A bis 10C beschrieben.
Wohingegen Ausführungsform 1 den Fall beschreibt, wo die Referenzspannung Vref fest ist, beschreibt diese Ausführungsform den Fall, wo die Referenzspannung Vref gemäß dem konstanten Strom I0 geändert wird.
[2-1. Konfiguration]
8 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration des Beleuchtungssystems 1B in dieser Ausführungsform darstellt. In dem in 8 dargestellten Beleuchtungssystem 1B ist ein Teil der Stromjustierschaltung 10B, das heißt der von dem Oval umgebene Abschnitt, von der Stromjustierschaltung 10A in Ausführungsform 1 verschieden.
Die Stromjustierschaltung 10B besitzt eine Konfiguration, bei der ein Op-Amp OP2 und Widerstände Ri4 bis Ri6 zu der Stromjustierschaltung 10A in Ausführungsform 1 hinzugefügt sind.
Der Op-Amp OP2 ist ein Beispiel für eine Referenzwertjustierschaltung und er verstärkt eine dem durch den Widerstand Rd0 detektierten konstanten Strom I0 entsprechende Spannung und legt die Spannung über den Widerstand Ri4 an den plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 an. Der Operationsverstärker OP2 besitzt einen mit Knoten N2 verbundenen plusseitigen Eingangsanschluss, einen mit einem Ende des Widerstands Ri5 und einem Ende des Widerstands Ri6 verbundenen minusseitigen Eingangsanschluss und einen mit einem Ende des Widerstands Ri4 verbundenen Ausgangsanschluss.
Der Widerstand Ri4 ist mit einem Ende mit dem Ausgangsanschluss des Op-Amp OP2 verbunden, und das andere Ende ist mit dem plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 verbunden. Der Widerstand Ri5 ist mit einem Ende mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 und einem Ende des Widerstands Ri6 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Erdungsanschluss (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 verbunden. Der Widerstand Ri6 ist mit einem Ende mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Ausgangsanschluss des Op-Amp OP2 verbunden.
Es sei angemerkt, dass diese Ausführungsformen zwar den Fall beschreibt, wo der Op-Amp OP2 enthalten ist, um die Referenzspannung Vref gemäß dem konstanten Strom I0 zu ändern, die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt ist. Anstelle des Op-Amp OP2 kann eine andere Schaltung mit nichtlinearen Kennlinien wie etwa Sättigungskennlinien usw. vorgesehen werden.
[2-2. Betrieb]
9 veranschaulicht graphische Darstellungen zum Beschreiben der Beziehung zwischen (a) der Ausgabe eines Operationsverstärkers, der eine Referenzwertjustierschaltung ist, (b) der Referenzspannung und (c) einem Beispiel eines Dimmmusters in dieser Ausführungsform. In 9 stellt (a) die Beziehung dar zwischen der Ausgangsspannung VO2 des Op-Amp OP2 und dem konstanten Strom I0, und (b) stellt die Beziehung dar zwischen der Referenzspannung Vref und dem konstanten Strom I0. In 9 veranschaulicht (c) die Beziehung zwischen den durch die erste Leuchtelementspalte bzw. die zweite Leuchtelementspalte fließenden Strömen I1 und I2 und dem konstanten Strom I0.
In der graphischen Darstellung des Beleuchtungssystems 1A in der in 6 dargestellten Ausführungsform 1 nimmt im Bereich Z2 der Strom I1 monoton ab und der Strom I2 nimmt monoton zu.
Im Gegensatz dazu steigt in der graphischen Darstellung des Beleuchtungssystems 1B in dieser in 9 dargestellten Ausführungsform der Strom I1 in der Anfangshälfte des Bereichs Z2 und nimmt in der letzteren Hälfte ab. Dementsprechend ist die Steigerungsrate von Strom I2 in der letzteren Hälfte des Bereichs Z2 höher als in der Anfangshälfte.
Mit anderen Worten justiert, wenn die Größe des konstanten Stroms I0 größer oder gleich einem dritten Schwellwert ist, der größer oder gleich dem ersten Schwellwert ist (d. h. der ganze Bereich Z2 in Ausführungsform 1 und der letztere halbe Abschnitt von Bereich Z2 in dieser Ausführungsform), die Stromjustierschaltung 10B die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms so, dass die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms kleiner wird, während der konstante Strom I0 größer wird.
10A bis 10C sind graphische Darstellungen, die Dimmmuster von jeweiligen Leuchtelementspalten zum Implementieren einer gewünschten Farbtönungskurve (im Folgenden einfach als „Dimmmuster” bezeichnet) darstellen. Durch Ändern der Größe der Widerstände Rd0, Rd1 und Ri1 bis Ri6 können drei Dimmmuster erhalten werden. 10A ist im Wesentlichen gleich (c) in 9. 10B veranschaulicht ein Dimmmuster, bei dem der Strom I1 in der Anfangshälfte des Bereichs Z2 konstant ist und in der letzteren Hälfte abnimmt. 10C veranschaulicht den Fall, wo der Strom I1 im Bereich Z2 abnimmt, wobei die Abnahmerate in der letzteren Hälfte größer ist als in der Anfangshälfte.
[2-3. Vorteilhafter Effekt]
Bei dieser Ausführungsform wird die Referenzspannung Vref gemäß dem konstanten Strom I0 geändert, und somit werden Varianten am Dimmmuster gestattet. Dies erhöht weiter den dramatischen Effekt des Beleuchtungssystems.
Außerdem erzeugt diese Ausführungsform die gleichen vorteilhaften Effekte wie Ausführungsform 1.
[2-4. Varianten]
11 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Variante 1 in Ausführungsform 2 darstellt. Während der plusseitige Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 in Ausführungsform 2 mit Knoten N2 verbunden ist, ist der plusseitige Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 mit dem Knoten N4 in der Stromjustierschaltung 10C des in 11 dargestellten Beleuchtungssystems 1C verbunden.
12 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in Variante 2 von Ausführungsform 2 darstellt. In dem in 12 dargestellten Beleuchtungssystem 1D sind zusätzlich zu den jeweiligen Strukturkomponenten in Ausführungsform 2 ein Widerstand Ri7 und eine Zenerdiode D1 in der Stromjustierschaltung 10D vorgesehen. Der Widerstand Ri7 ist zwischen das andere Ende des Widerstands Ri4 und den Knoten N7 geschaltet (d. h. den plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1). Die Zenerdiode D1 besitzt einen Kathodenanschluss, der mit dem Knoten N9 verbunden ist, der der verbindende Knoten zwischen Widerstand Ri4 und Widerstand Ri7 ist, und einen Anodenanschluss, der mit dem Knoten N5 verbunden ist.
Eine der Variante 1 oder Variante 2 gestattet auch ein flexibles Ändern des Dimmmusters, was eine weitere Steigerung des dramatischen Effekts des Beleuchtungssystems gestattet.
[Ausführungsform 3]
Ein Beleuchtungssystem und eine das Beleuchtungssystem enthaltende Leuchte in Ausführungsform 3 werden anhand von 13, 14A, 14B und 15 beschrieben.
Wenngleich der Fall, wo zwei Leuchtelementspalten in den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben werden, reicht es aus, eine Anzahl größer oder gleich zwei zu haben. Bei dieser Ausführungsform wird der Fall, wo drei Leuchtelementspalten enthalten sind, beschrieben.
[3-1. Beleuchtungssystemkonfiguration]
Die Leuchte in dieser Ausführungsform ist ein Downlight, das ein Beleuchtungssystem enthält, das eine Dimmfunktion auf die gleiche Weise wie in der in 3 dargestellten Ausführungsform 1 realisiert.
13 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystems in dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 13 veranschaulicht, enthält das Beleuchtungssystem 1E die Konstantstromversorgung 30, eine Lichtquelleneinheit 20E, einen Dreipolregler Vreg, eine erste Detektorschaltung, eine zweite Detektorschaltung, eine dritte Detektorschaltung, eine Konstantstromdetektorschaltung und eine Stromjustierschaltung 10E. Die Konfigurationen der Konstantstromversorgung 30 und des Dreipolreglers Vreg sind die gleichen wie in Ausführungsform 1.
[Lichtquelleneinheit]
Hier enthält die Lichtquelleneinheit 20E drei Leuchtelementspalten, eine erste Leuchtelementspalte LEDG11, eine zweite Leuchtelementspalte LEDG12 und eine dritte Leuchtelementspalte LEDG13, die parallel geschaltet sind.
Die erste Leuchtelementspalte LEDG11 enthält drei LEDs vom gleichen Typ, die in Reihe geschaltet sind. Die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 enthält vier LEDs vom gleichen Typ, die in Reihe geschaltet sind. Die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 enthält fünf LEDs vom gleichen Typ, die in Reihe geschaltet sind. Es sei angemerkt, dass LEDs mit der gleichen Farbtemperatur in einer einzelnen Leuchtelementspalte enthalten sind, wohingegen Farbtemperaturen unter den Leuchtelementspalten verschieden sind.
Bei dieser Ausführungsform ist die folgende Beziehung erfüllt: die Anzahl an LEDs der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 < die Anzahl an LEDs der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 < die Anzahl an LEDs der dritten Leuchtelementspalte LEDG13. Dementsprechend ist die folgende Beziehung erfüllt: die Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 < die Summe der Durchlassspannungen der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 < die Summe der Durchlassspannungen der dritten Leuchtelementspalte LEDG13. Deshalb kann die Zeitsteuerung, mit der ein Strom zu den drei Leuchtelementspalten zu fließen beginnt, versetzt sein.
Der Anodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG11, der Anodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 und der Anodenanschluss der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 sind mit dem Knoten N1 verbunden. Der Kathodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 ist mit dem Knoten N3 verbunden, der Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 ist mit dem Knoten N11 verbunden und der Kathodenanschluss der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 ist mit dem Knoten N10 verbunden.
Weiterhin wird der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließende Strom als Strom I11 bezeichnet, der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließende Strom wird als Strom I12 bezeichnet und der durch die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 fließende Strom wird als Strom I13 bezeichnet.
[Erste Detektorschaltung]
Die erste Detektorschaltung ist der Widerstand Rd11, der die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden Stroms I11 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem Knoten N4 verbunden (d. h. dem Kathodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 über Transistor Q11), und das andere Ende ist mit dem Knoten N2 verbunden (d. h. dem verbindenden Knoten auf der Kathodenanschlussseite der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12).
[Zweite Detektorschaltung]
Die zweite Detektorschaltung ist der Widerstand Rd12, der die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden Stroms I12 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem Knoten N12 verbunden (d. h. dem Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 über Transistor Q12), und das andere Ende ist mit N2 verbunden.
[Dritte Detektorschaltung]
Die dritte Detektorschaltung ist der Widerstand Rd13, der die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden Stroms I11 und die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden zweiten Stroms I12 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem Knoten N2 verbunden und das andere Ende ist mit dem Knoten N10 verbunden (d. h. der verbindende Knoten auf der Kathodenanschlussseite der drei Leuchtelementspalten).
[Konstantstromdetektorschaltung]
Die Konstantstromdetektorschaltung ist ein Widerstand Rd0, der die Größe des konstanten Stroms I0 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem Knoten N10 verbunden und mit dem anderen Ende mit dem niederspannungsseitigen Anschluss (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 verbunden.
Es sei angemerkt, dass, wenn der Widerstandswert des Widerstands Rd0 als R0 bezeichnet wird, der Widerstandswert des Widerstands Rd11 als R1 bezeichnet wird, der Widerstandswert des Widerstands Rd13 als R3 bezeichnet wird und die Spannung des niederspannungsseitigen Anschlusses (Knoten 5) der Konstantstromversorgung 30 die Erdungsspannung ist, die Spannung des Knotens N4, die zum Steuern der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 verwendet wird, dargestellt wird durch: R0 × I0 + R3 × (I11 + I12) + R1 × I11.
Weiterhin wird, wenn der Widerstandswert des Widerstands Rd12 als R2 bezeichnet wird, die Spannung von Knoten N12, die zum Steuern der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 verwendet wird, dargestellt durch: R0 × I0 + R3 × (I11 + I12) + R2 × I12.
[Stromjustierschaltung]
Die Stromjustierschaltung 10E ist eine Schaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms justiert und die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die zweite Detektorschaltung detektierten Stroms justiert.
Man beachte, dass, wenn die Lichtquelleneinheit drei oder mehr Stufen von Leuchtelementspalten enthält, es ausreicht, eine oder mehrere Leuchtelementspalten zu haben, für die eine Stromjustierschaltung vorgesehen ist, und Leuchtelementspalten, für die keine Stromjustierschaltung vorgesehen ist. Hier ist eine Stromjustierschaltung für die erste Leuchtelementspalte LEDG11 und die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 vorgesehen, und eine Stromjustierschaltung ist nicht für die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 vorgesehen.
Als eine erste Stromjustierschaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden Stroms I11 justiert, enthält die Stromjustierschaltung 10E: eine erste Spannungsteilerschaltung mit Widerständen Ri11 und Ri12; einen Transistor Q11 und eine erste Vergleicherverstärkerschaltung mit Op-Amp OP1 und Widerstand Ri13, wie in 13 dargestellt. Die Konfigurationen der ersten Spannungsteilerschaltung, des Transistors Q1 und der ersten Vergleicherverstärkerschaltung sind die gleichen wie in der Stromjustierschaltung 10A in Ausführungsform 1.
Außerdem enthält als eine zweite Stromjustierschaltung, die die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden Stroms I12 justiert, die Stromjustierschaltung 10E Folgendes: eine zweite Spannungsteilerschaltung mit Widerständen Ri14 und Ri15; einen Transistor Q12 und eine zweite Vergleicherverstärkerschaltung mit Op-Amp OP3 und Widerstand Ri16, wie in 13 dargestellt. Die Konfiguration der zweiten Stromjustierschaltung ist im Grunde die gleiche wie die Konfiguration der ersten Stromjustierschaltung.
Der in der zweiten Spannungsteilerschaltung enthaltene Widerstand Ri14 ist mit einem Ende mit dem Knoten N5 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Knoten N13 verbunden, der der Ausgangsknoten der zweiten Spannungsteilerschaltung ist. Der Widerstand Ri15 ist mit einem Ende mit dem Knoten N13 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Knoten N6 verbunden, der der Ausgangsknoten des Dreipolreglers Vreg ist. Wenn der Widerstandswert des Widerstands Ri14 als R14 bezeichnet wird und der Widerstandswert des Widerstands Ri15 als R15 bezeichnet wird, ist die Ausgangsspannung der zweiten Spannungsteilerschaltung eine Spannung, die berechnet wird durch: (Ausgangsspannung des Dreipolreglers Vreg) × R14/(R14 + R15). Dies wird die Referenzspannung Vref der zweiten Stromjustierschaltung. Es sei angemerkt, dass die Referenzspannung Vref der zweiten Stromjustierschaltung von der Referenzspannung Vref der ersten Stromjustierschaltung verschieden sein kann.
Der Transistor Q12 ist ein Transistor, der den durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden Strom justiert. Der Transistor Q12 ist ein MOSFET und besitzt einen mit dem Ausgangsanschluss (Knoten N14) des Op-Amp OP3 verbundenen Gateanschluss, einen mit dem Kathodenanschluss (Knoten N11) der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 verbundenen Drainanschluss und einen mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP3 und dem einen Ende (Knoten N12) des Widerstands Rd12 verbundenen Sourceanschluss.
Die zweite Vergleicherverstärkerschaltung ist eine Schaltung, die die Summe der Spannungsabfälle im Widerstand Rd12, im Widerstand Rd13 und im Widerstand Rd0 mit einem Referenzwert vergleicht und an den Steueranschluss des Transistors Q12 eine Spannung anlegt, die gemäß dem Ergebnis des Vergleichs ist. Hier ist die zweite Vergleicherverstärkerschaltung der Op-Amp OP3 mit einem mit dem Ausgangsknoten (Knoten N13) der zweiten Spannungsteilerschaltung verbundenen plusseitigen Eingangsanschluss, dem mit dem Knoten N12 verbundenen minusseitigen Eingangsanschluss und einem mit dem Gateanschluss des Transistors Q12 verbundenen Ausgangsanschluss. Der Widerstand Ri16 ist zwischen den minusseitigen Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Op-Amp OP3 geschaltet.
[3-2. Betrieb]
Der Betrieb der Stromjustierschaltung 10E wird anhand von 14A und 14B beschrieben. 14A und 14B sind graphische Darstellungen, die Beispiele der Beziehung zwischen dem durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden Strom I11, dem durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden Strom I12 und dem durch die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 fließenden Strom I3 und dem konstanten Strom I0 in dieser Ausführungsform darstellt. Es sei angemerkt, dass 14A den Fall veranschaulicht, wo der Widerstandswert des Widerstands Rd13 als 0 ist (d. h. der Fall, wo der Widerstand Rd13 nicht verwendet wird).
In 14A und 14B enthalten die graphischen Darstellungen den Bereich Z11, in dem der Strom I12 und der Strom I13 0 sind, den Bereich Z12, in dem der Strom I13 0 ist, den Bereich Z13, in dem die Ströme I11 bis I13 größer als 0 sind, und den Bereich Z14, in dem der Strom I11 und der Strom I12 0 sind.
Beispielsweise wird angenommen, dass die Farbtemperatur der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 2700 K beträgt, die Farbtemperatur der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 5000 K beträgt und die Farbtemperatur der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 eine Farbtemperatur in der Mitte zwischen der Farbtemperatur der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 und der Farbtemperatur der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 ist.
In diesem Fall wird im Bereich Z11 eine rotfarbige indirekte Beleuchtung mit geringer Beleuchtungsintensität erhalten. Im Bereich Z12 nimmt die Beleuchtungsintensität der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 allmählich ab und die Beleuchtungsintensität der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 nimmt allmählich zu. Im Bereich Z13 nimmt die Beleuchtungsintensität der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 allmählich ab und wird bei Beginn von Bereich Z14 0. Ab dem Beginn des Bereichs Z13 nimmt die Beleuchtungsintensität der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 allmählich zu. Im Bereich Z14 wird die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 eingeschaltet und die anderen Leuchtelementspalten werden ausgeschaltet.
Es sei angemerkt, dass die Steigung des Stroms I11 in den Bereichen Z12 und Z13 zwischen dem in 14A dargestellten Fall, wo der Widerstand Rd13 nicht vorgesehen ist, und dem in 14B dargestellten Fall, wo der Widerstand Rd13 vorgesehen ist, unterschiedlich ist.
[3-3. Vorteilhafter Effekt]
In dieser Ausführungsform wird der Fall, wo drei Leuchtelementspalten enthalten sind, beschrieben. In dem Fall, wo drei Leuchtelementspalten enthalten sind, ist es auch möglich, einen Bereich Z11 zu realisieren, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG11 eingeschaltet ist und die anderen Leuchtelementspalten ausgeschaltet sind, und einen Bereich Z14, in dem die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 eingeschaltet ist und die anderen Leuchtelementspalten ausgeschaltet sind, wie in 14A und 14B dargestellt, und somit ist es möglich, den Farbtönungsbereich zu verbreitern.
Außerdem kann bei dieser Ausführungsform das Beleuchtungssystem 1E eine Farbtönung implementieren, die die Farbtemperatur wie die in 14A und 14B dargestellte allmählich ändert, und somit ist es ebenfalls möglich, eine angenehmere Farbtönung zu implementieren.
[Ausführungsform 4]
[4-1. Leuchtengesamtkonfiguration]
Als Erstes werden die Konfigurationen der Bestromungsvorrichtung 2A und der Leuchte 80A, die diese verwendet, in Ausführungsform 4 beschrieben.
15 ist ein Schaltplan, der die Schaltungskonfiguration von Leuchte 80A in Ausführungsform 4 darstellt. Es sei angemerkt, dass 15 auch eine AC-Stromversorgung 50 darstellt, die eine externe Stromversorgung ist (beispielsweise eine kommerzielle 100 V/50 Hz-AC-Stromversorgung), die die in die Bestromungsvorrichtung 2A eingegebene AC-Spannung generiert.
Wie in 15 dargestellt, ist die Leuchte 80A ein Gerät, das beleuchtendes Licht von der Lichtquelleneinheit 21A durch Empfangen einer Eingabe von AC-Leistung von der AC-Stromversorgung 50 emittiert und die Bestromungsvorrichtung 2A, die Lichtquelleneinheit 21A und den Dimmer 40 enthält. Die jeweiligen Strukturkomponenten werden unten beschrieben.
[4-1-1. Dimmer]
Hier ist der Dimmer 40 ein Phasensteuerdimmer und er justiert den Bereich der Phase (EIN-Phase) der in die Konstantstromversorgung 30 der Bestromungsvorrichtung 2A einzugebenden AC-Spannung gemäß einem Steuersignal von einem nicht dargestellten Beleuchtungscontroller. Je größer der Bereich der Phase ist, umso größer ist die Größe des von der Konstantstromversorgung 30 ausgegebenen konstanten Stroms I0. Der Beleuchtungscontroller ermöglicht die Operation zum Ändern der Helligkeit der Leuchte in mehreren Stufen, und bei Betrieb durch einen Benutzer gibt er ein Steuersignal, das die Helligkeit nach der Änderung anzeigt (d. h. die neue Helligkeit), an den Dimmer 40 aus. Der Dimmer 40 justiert den oben erwähnten Bereich der Phase gemäß dem Steuersignal. Es sei angemerkt, dass der Dimmer 40 ein Dimmer sein kann, der ein anderes Steuerverfahren verwendet, wie etwa das PWM-Steuerverfahren usw. Wenn der Ausgangsstrom der Konstantstromversorgung 30 durch ein Steuersignal von außen gesteuert werden kann, braucht zudem kein Dimmer 40 enthalten zu sein.
[4-1-2. Lichtquelleneinheit]
Die Lichtquelleneinheit 21A ist die Beleuchtungslichtfreigabeeinheit der Leuchte 80A und enthält mehrere Leuchtelementspalten. In dieser Ausführungsform enthält die Lichtquelleneinheit 21A eine erste Leuchtspalte LEDG1 und eine zweite Leuchtelementspalte LEDG2.
Die erste Leuchtspalte LEDG1 ist eine Lichtquelle, in der ein oder mehrere erste Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind. In dieser Ausführungsformen ist ein erstes Leuchtelement aus einer LED konfiguriert, die ein warmfarbiges Licht mit einer Farbtemperatur von etwa 2700 K ausgibt.
In einer folgenden Beschreibung wird der Anodenanschluss der LED am oberen Ende der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 in 15 als der Anodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 bezeichnet, und der Kathodenanschluss der LED am unteren Ende wird als der Kathodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 bezeichnet. Weiterhin wird der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließende Strom als erster Strom I1 bezeichnet.
Die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ist eine Lichtquelle, bei der ein oder mehrere zweite Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein zweites Leuchtelement aus einer LED konfiguriert, die ein kühlfarbiges Licht mit einer Farbtemperatur von etwa 5000 K ausgibt.
In einer folgenden Beschreibung wird der Anodenanschluss der LED am oberen Ende der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 in 15 als der Anodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 bezeichnet, und der Kathodenanschluss der LED am unteren Ende wird als der Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 bezeichnet. Weiterhin wird der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließende Strom als zweiter Strom I2 bezeichnet.
Weiterhin sind bei dieser Ausführungsform die jeweiligen Leuchtelementspalten derart konfiguriert, dass die Summe aus den Durchlassspannungen des/der zu der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 gehörenden einen oder mehr zweiten Leuchtelementen größer ist als die Summe der Durchlassspannungen des/der zu der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 gehörenden einen oder mehreren ersten Leuchtelemente. Wenn beispielsweise die Durchlassspannungen der in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 enthaltenen LEDs und der in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 enthaltenen LEDs etwa die gleichen sind, sind die Leuchtelementspalten so konfiguriert, dass die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eine größere Anzahl von in Reihe geschalteten LEDs besitzt als die erste Leuchtelementspalte LEDG1.
[4-1-3. Bestromungsvorrichtung]
Die Bestromungsvorrichtung 2A ist eine Vorrichtung, die Strom an die mehreren Leuchtelementspalten der Lichtquelleneinheit 21A liefert. Die Bestromungsvorrichtung 2A enthält einen Leistungseingangsanschluss 55, einen Stromausgangsanschluss 60, eine Konstantstromversorgung 30, einen Steuersignaleingangsanschluss 70, eine Stromjustierschaltung 11A, eine erste Detektorschaltung (Widerstand Rd1) und eine Konstantstromdetektorschaltung (Widerstand Rd0).
[Leistungseingangsanschluss]
Der Leistungseingangsanschluss 55 ist ein Anschluss, in den AC-Leistung über den Dimmer 40 von der AC-Stromversorgung 50 eingegeben wird.
[Stromausgangsanschluss]
Der Stromausgangsanschluss 60 ist ein Anschluss zum Liefern von Strom an die mehreren Leuchtelementspalten der Lichtquelleneinheit 21A und enthält einen gemeinsamen Anschluss 61 und mehrere Zweiganschlüsse 61 und 63. In dieser Ausführungsform beinhalten die mehreren Zweiganschlüsse den ersten Zweiganschluss 62 und den zweiten Zweiganschluss 63. Die Anodenanschlüsse der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 sind mit dem gemeinsamen Anschluss 61 verbunden. Weiterhin ist der Kathodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 mit dem ersten Zweiganschluss 62 verbunden. Weiterhin ist der Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbunden.
Zudem ist in dieser Ausführungsform der Stromausgangsanschluss 60 so konfiguriert, dass er ein Anbringen und Abnehmen der Lichtquelleneinheit 21A gestattet. Wenn die Lichtquelleneinheit 21A ausfällt oder wenn sich die Farbtemperatur des Beleuchtungslichts ändert usw., ist es möglich, nur die Lichtquelleneinheit 21A auszutauschen.
[Konstantstromversorgung]
Die Konstantstromversorgung 30 ist eine Schaltung, an die Leistung über den Dimmer 40 und den Leistungseingangsanschluss 55 von der AC-Stromversorgung 50 eingegeben wird und die einen konstanten Gleichstrom I0 über den Stromausgangsanschluss 60 und die Stromjustierschaltung 11A an die Lichtquelleneinheit 21A liefert. Insbesondere liefert die Konstantstromversorgung 30 einen Strom an jede der zwischen den gemeinsamen Anschluss 61 und die jeweiligen mehreren Zweiganschlüsse geschalteten mehreren Leuchtelementspalten, so dass die Summe der von dem gemeinsamen Anschluss 61 zu den mehreren Zweiganschlüssen fließenden Ströme (d. h. der konstante Strom I0) konstant ist. Die Konstantstromversorgung 30 ist eine Stromversorgung, die das Steuern des Ausgangsstroms von außen gestattet, und sie ist beispielsweise aus einem Tiefsetzsteller, einem isolierten Sperrwandler usw. konfiguriert. Die Größe des Ausgangsstroms der Konstantstromversorgung 30 wird gemäß einem PWM-Signal, einem 0-zu-10-V-DC-Signal usw., das in den Steuersignaleingangsanschluss 70 eingegeben wird, gesteuert. Weiterhin kann die Größe des Ausgangsstroms der Konstantstromversorgung 30 unter Verwendung des Dimmers 40 gesteuert werden. Wie in 15 dargestellt, ist einer der Ausgangsanschlüsse der Konstantstromversorgung 30 mit dem gemeinsamen Anschluss 61 des Stromausgangsanschlusses 60 und mit einem der Eingangsanschlüsse der Stromjustierschaltung 11A über den Dreipolregler Vreg verbunden, und der andere Ausgangsanschluss der Konstantstromversorgung 30 ist mit dem anderen der Eingangsanschlüsse der Stromjustierschaltung 11A verbunden.
[Steuersignaleingangsanschluss]
Der Steuersignaleingangsanschluss 70 ist ein Anschluss für die Eingabe eines Steuersignals in die Konstantstromversorgung 30 und er empfangt beispielsweise ein PWM-Signal, ein DC-Signal usw. als Eingabe. Es sei angemerkt, dass, wenn der Ausgabestrom der Konstantstromversorgung 30 unter Verwendung des Dimmers 40 gesteuert werden soll, der Steuersignaleingangsanschluss 70 nicht vorgesehen werden muss. Weiterhin kann das in die Konstantstromversorgung 30 einzugebende Steuersignal als ein Funksignal, das von einem abgesetzten Controller usw. ausgegeben wird, in die Konstantstromversorgung 30 eingegeben werden. Wiederum sind Details bezüglich Design und Betrieb einer derartigen Konstantstromversorgung 30 in der Technik bekannt, so dass der Kürze halber hier weitere Details weggelassen sind.
[Dreipolregler]
Der Dreipolregler Vreg ist eine Schaltung, die eine konstante Spannung generiert und einen mit dem gemeinsamen Knotenanschluss 61 verbundenen Eingangsanschluss IN und einen Ausgangsanschluss OUT besitzt, der mit dem Knoten N6 verbunden ist, der einen der Eingangsanschlüsse zur Stromjustierschaltung 11A darstellt. Ein Kondensator C2 ist zwischen den Eingangsanschluss IN und den Erdungsanschluss GND geschaltet. Ein Kondensator C3 ist zwischen den Ausgangsanschluss OUT und den Erdungsanschluss GND geschaltet. Die Kondensatoren C2 und C3 sind Elemente zur Schwingungsverhinderung, und sie steuern die Pulsierung der Ausgangsspannung des Dreipolreglers Vreg. Wenngleich in dieser Ausführungsform Leistung von der Konstantstromversorgung 30 in den Dreipolregler Vreg eingegeben wird, kann Leistung von einer anderen Stromversorgung als der Konstantstromversorgung 30 in den Dreipolregler Vreg eingegeben werden.
[Erste Detektorschaltung]
Die erste Detektorschaltung ist eine Schaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 detektiert. Die erste Detektorschaltung ist in Reihe zur ersten Leuchtelementspalte LEDG1 geschaltet. Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform die erste Detektorschaltung der Widerstand Rd1 mit einem an den Knoten N4 angeschlossenen Ende und dem anderen an den zweiten Zweiganschluss 63 angeschlossenen Ende.
Der Knoten N4 ist ein Knoten, mit dem der Sourceanschluss des in der Stromjustierschaltung 11A enthaltenen Transistors Q1 und der minusseitige Eingangsanschluss des in der Stromjustierschaltung 11A enthaltenen Op-Amp OP1 verbunden sind.
Mit anderen Worten wird eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren einer Spannung äquivalent zum Spannungsabfall im Widerstand Rd1 zur Spannung des zweiten Zweiganschlusses 63, in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben. Wenn der Widerstandswert des Widerstands Rd1 als R1 bezeichnet wird, kann die Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd11 durch R1 × I1 dargestellt werden und somit ist die in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegebene Spannung eine Spannung, die von der Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 abhängt. Indem der Widerstand Rd1 in Reihe zur ersten Leuchtelementspalte LEDG1 geschaltet wird, kann die Größe des ersten Stroms I1 detektiert werden.
[Konstantstromdetektorschaltung]
Die Konstantstromdetektorschaltung ist eine Schaltung, die die Größe des konstanten Stroms I0 detektiert. Bei dieser Ausführungsform ist die Konstantstromdetektorschaltung der Widerstand Rd0 mit einem mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbundenen Ende und dem mit dem niederspannungsseitigen Anschluss (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 verbundenen anderen Ende.
Wenn der Widerstandswert des Widerstands Rd0 als R0 bezeichnet wird, ist die Spannung des zweiten Zweiganschlusses 63 eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren einer Spannung (R0 × 10) äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd0 zur Spannung des niederspannungsseitigen Anschlusses (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30. Bei dieser Ausführungsform wird eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren einer Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd0 und einer Spannung äquivalent zum Spannungsabfall im Widerstand Rd1, der die erste Detektorschaltung ist, in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben. Indem der Widerstand Rd0 vorgesehen wird, kann der konstante Strom I0 detektiert werden.
[Stromjustierschaltung]
Die Stromjustierschaltung 11A ist eine Schaltung, die die Größe des vom gemeinsamen Anschluss 61 des Stromausgangsanschlusses 60 durch mindestens einen der mehreren Zweiganschlüsse fließenden Stroms justiert. Bei dieser Ausführungsform justiert die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 auf der Basis des detektierten Werts des durch die erste Detektorschaltung detektierten ersten Stroms I1. Insbesondere vergleicht die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten ersten Stroms I1 mit einem Referenzwert und ändert die Größe des durch die ersten Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 gemäß dem Ergebnis des Vergleichs. Es sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 gemäß der Größe des durch die Konstantstromdetektorschaltung detektierten konstanten Stroms I0 zusätzlich zu der Größe des in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 justiert.
Wie in 15 dargestellt, enthält die Stromjustierschaltung 11A eine Spannungsteilerschaltung, einen Transistor Q1 und eine Vergleicherverstärkerschaltung.
Die Spannungsteilerschaltung ist eine Schaltung, die die Referenzspannung Vref aus einer vom Dreipolregler Vreg ausgegebenen konstanten Spannung generiert und eine Spannung, die erhalten wird durch Aufteilen der konstanten Spannung, an den plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 ausgibt. Die Spannungsteilerschaltung ist konfiguriert aus der Reihenschaltung aus den Widerständen Ri1 und Ri2, wobei der Knoten N7, der der verbindende Knoten der Widerstände Ri1 und Ri2 ist, als ein Ausgangsknoten dient. Der Widerstand Ri1 ist mit einem Ende mit dem Knoten N5 verbunden und mit dem anderen Ende mit dem Knoten N7. Der Widerstand Ri2 ist mit einem Ende mit dem Knoten N6 (Knoten, mit dem der Ausgangsanschluss OUT des Dreipolreglers Vreg verbunden ist) verbunden und mit dem anderen Ende mit dem Knoten N7 verbunden.
Wenn der Widerstandswert des Widerstands Ri1 als R11 bezeichnet wird und der Widerstandswert des Widerstands Ri2 als R12 bezeichnet wird, ist die Referenzspannung Vref eine Spannung, die berechnet wird durch: (Ausgangsspannung des Dreipolreglers Vreg) × R11/(R11 + R12).
Der Transistor Q1 ist ein Transistor, der den durch die ersten Leuchtelementspalte LEGD1 fließenden Strom justiert. Der Transistor Q1 ist ein MOSFET und besitzt einen Gateanschluss, der mit dem Ausgangsanschluss (Knoten N8) der Vergleicherverstärkerschaltung verbunden ist, einen Drainanschluss, der mit dem Kathodenanschluss (ersten Zweiganschluss 62) der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 verbunden ist, und einen Sourceanschluss, der mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 und dem einen Ende (Knoten N4) des Widerstands Rd1 verbunden ist. Mit anderen Worten sind die erste Leuchtelementspalte LEDG1, der Drainanschluss und der Sourceanschluss des Transistors Q1 und der Widerstand Rd1, der die erste Detektorschaltung ist, zwischen dem gemeinsamen Anschluss 61 und dem zweiten Zweiganschluss 63 in Reihe geschaltet.
Die Vergleicherverstärkerschaltung ist eine Schaltung, die die Spannungsabfälle in dem Widerstand Rd1 und dem Widerstand Rd0 mit dem Referenzwert vergleicht und eine Spannung, die gemäß dem Ergebnis des Vergleichs ist, in den Steueranschluss (d. h. Gateanschluss) des Transistors Q1 eingibt. Hier ist die Vergleicherverstärkerschaltung der Op-Amp OP1 mit dem plusseitigen Eingangsanschluss, der mit dem Ausgangsknoten (Knoten N7) der Spannungsteilerschaltung verbunden ist, dem minusseitigen Eingangsanschluss, der mit dem Knoten N4 verbunden ist, der der Ausgangsknoten der ersten Detektorschaltung ist, und einem Ausgangsanschluss, der mit dem Gateanschluss des Transistors Q1 verbunden ist. Ein Widerstand Ri3 ist zwischen den minusseitigen Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Op-Amp OP1 geschaltet.
Eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren der Spannung (R0 × I0) äquivalent zu dem Spannungsabfall in dem Widerstand Rd0 und der Spannung (R1 × I1) äquivalent zu dem Spannungsabfall in dem Widerstand Rd1 zu der Erdungsspannung der Konstantstromversorgung 30, wird in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben. Der Op-Amp OP1 vergleicht die Spannung (R1 × I1) äquivalent zu dem Spannungsabfall in dem Widerstand Rd1 und die Spannung (R0 × I0) äquivalent zu dem Spannungsabfall in dem Widerstand Rd0 mit der Referenzspannung Vref (d. h. dem Referenzwert). Wenn die in dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegebene Spannung kleiner ist als die Referenzspannung Vref, gibt der Op-Amp OP1 ein Signal mit hohem Pegel (H-Pegel) mit einer Größe aus, die gemäß der Differenz zwischen der in den minusseitigen Eingangsanschluss eingegebenen Spannung und der Referenzspannung Vref ist. Der Op-Amp OP1 gibt ein Signal mit einem niedrigen Pegel (L-Pegel) aus, wenn die in dem minusseitigen Eingangsanschluss eingegebene Spannung größer ist als die Referenzspannung Vref.
[4-2. Betrieb der Bestromungsvorrichtung]
Als Nächstes wird der Betrieb der oben erwähnten Bestromungsvorrichtung 2A, insbesondere der Betrieb der Stromjustierschaltung 11A, unter Verwendung von 16 beschrieben.
16 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Strom I1 und dem durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden zweiten Strom I2 und dem konstanten Strom I0 in dieser Ausführungsform veranschaulicht. In 16 bezeichnet die horizontale Achse die Größe des konstanten Stroms I0, und die vertikale Achse bezeichnet die Größe des ersten Stroms I1 und des zweiten Stroms I2.
In 16 enthält die graphische Darstellung den Bereich Z1 des konstanten Stroms I0, in dem der Strom I2 0 ist, den Bereich Z2 des konstanten Stroms I0, in dem sowohl der erste Strom I1 als auch der zweite Strom I2 größer als 0 sind, und den Bereich Z3 des konstanten Stroms I0, in dem der erste Strom I1 0 ist. Wie in 16 dargestellt, kann durch Justieren des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden Stroms, die verschiedene Farbtemperaturen besitzen, gemäß dem konstanten Strom I0 die Beziehung (d. h. die Farbtönungskurve) der Farbtemperatur der Leuchte 80A bezüglich des konstanten Stroms I0 (d. h. Beleuchtungsintensität) justiert werden. Es sei angemerkt, dass die Dimmmuster für jeweilige Leuchtelementspalten, wie etwa jene in 16 dargestellten (in dieser Ausführungsform die erste Leuchtelementspalte LEDG1 und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2) zum Realisieren der gewünschten Farbtönungskurve unter Verwendung der Leuchte 80A, im Folgenden als „Dimmmuster” bezeichnet werden.
Im Folgenden wird der Betrieb in jedem Bereich beschrieben.
(1) Bereich Z1
Der Bereich Z1 ist ein Bereich, in dem die Größe des konstanten Stroms I0 kleiner oder gleich einem ersten Schwellwert ist. Im Bereich Z1 ist die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ist ausgeschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt die Beziehung Vref ≥ (R0 + R1) × I0 erfüllt ist, wird der erste Schwellwert durch Vref/(R0 + R1) dargestellt. Im Bereich Z1 ändert die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1, so dass der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließende zweite Strom I2 0 wird.
Im Bereich Z1 ist die Spannung V_ des minusseitigen Eingangsanschlusses des Op-Amp OP1 ausreichend kleiner als Vref, und somit ist die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 auf dem sogenannten H-Pegel fixiert. Damit arbeitet der Transistor Q1 in einem linearen Bereich (d. h., der sogenannte Drain-Source-Widerstand wird extrem klein).
Anders ausgedrückt ist der Bereich Z1 ein Bereich, in dem die Summe der Durchlassspannungen der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 größer ist als die Spannung, die erhalten wird durch Addieren einer Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd1 zu der Summe aus den Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte LEDG1, und der zweite Strom I2 der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 ist 0.
(2) Bereich Z2
Der Bereich Z2 ist ein Bereich, in dem die Größe des konstanten Stroms I0 größer ist als der erste Schwellwert und kleiner als ein zweiter Schwellwert. Es sei angemerkt, dass der zweite Schwellwert größer ist als der erste Schwellwert. Im Bereich Z2 sind sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt die Beziehung (R0 + R1) × I0 > Vref > R0 × I0 erfüllt ist, wird der zweite Schwellwert durch Vref/R0 dargestellt. Im Bereich Z2 justiert die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms so, dass der erste Strom I1 kleiner wird und der zweite Strom I2 größer wird, während der konstante Strom I0 größer wird.
Im Bereich Z2 wird die Differenz zwischen der Spannung V_ des minusseitigen Eingangsanschlusses und der Spannung Vref des plusseitigen Eingangsanschlusses des Op-Amp OP1 relativ klein, und somit wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 klein. Als solches arbeitet der Transistor Q1 in einem Sättigungsbereich (d. h., er arbeitet als sogenanntes variables Widerstandselement).
Insbesondere wird, wenn die Referenzspannung Vref größer ist als die Spannung V_, die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 größer, wenn die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_ größer wird. Hier ist die Spannung V_ durch R1 × I1 + R0 × I0 dargestellt.
Je kleiner der erste Strom I1 ist, umso kleiner werden die Spannungsabfälle in den Widerstanden Rd0 und Rd1 und umso größer wird die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_. Folglich wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1, d. h. die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1, größer. Wenn die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1 größer wird, wird der Widerstandswert des Transistors Q1 kleiner und der erste Strom I1 wird größer.
Je größer der erste Strom I1 ist, umso größer werden die Spannungsabfälle in den Widerständen Rd0 und Rd1 und umso kleiner wird die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_. Folglich wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1, d. h. die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1, kleiner. Wenn die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1 kleiner wird, wird der Widerstandswert des Transistors Q1 größer und der erste Strom I1 wird kleiner.
Mit anderen Worten justiert im Bereich Z2 die Stromjustierschaltung 11A die Gatespannung des Transistors Q1 so, dass die Spannung V_ gleich der Referenzspannung Vref wird. Anders ausgedrückt justiert die Stromjustierschaltung 11A die Gatespannung des Transistors Q1 so, dass der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließende erste Strom I1 den in der oben erwähnten Gleichung 1 gezeigten Wert erhält.
(3) Bereich Z3
Der Bereich Z3 ist ein Bereich, in dem die Größe des konstanten Stroms I0 größer oder gleich dem ersten Schwellwert ist. Im Bereich Z3 ist die erste Leuchtelementspalte LEDG1 ausgeschaltet, und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ist eingeschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt die Beziehung Vref ≤ R0 × I0 erfüllt ist, wird der zweite Schwellwert durch Vref/R0 dargestellt. Im Bereich Z3 setzt die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms auf 0.
Im Bereich Z3 wird die Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd0, der die Konstantstromdetektorschaltung ist, größer oder gleich der Referenzspannung Vref. Zu diesem Zeitpunkt wird im Op-Amp OP1 die Spannung (Referenzspannung Vref) des plusseitigen Eingangsanschlusses kleiner als die Spannung V_ des minusseitigen Eingangsanschlusses, und somit ist die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 auf dem L-Pegel fixiert. Als solches ist der Transistor Q1 ausgeschaltet, und der erste Strom I1 der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 wird 0.
17 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Farbtemperatur und der Beleuchtungsintensität der Leuchte 80A in dieser Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 17 dargestellt, ist in der Leuchte 80A in dieser Ausführungsform, während die Beleuchtungsintensität gering ist, die Farbtemperatur niedrig und die Beleuchtung ist von einer Farbe, die Rot nahe kommt. In der Leuchte 80A steigt die Farbtemperatur, wenn die Beleuchtungsintensität höher wird, und die Beleuchtung ist von einer Farbe, die Weiß nahe kommt. Mit anderen Worten gestattet die Leuchte 80A, dass eine Farbtönung synchron zum Dimmen durchgeführt wird.
[4-3. Vorteilhafte Effekte usw.]
Die Bestromungsvorrichtung 2A ist in dieser Ausführungsform eine Bestromungsvorrichtung, die Strom an die erste Leuchtelementspalte LEDG1 liefert, in der ein oder mehrere erste Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind, und an die zweite Leuchtelementspalte LEDG2, in der ein oder mehrere erste Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind, und sie enthält: den gemeinsamen Anschluss 61; den ersten Zweiganschluss 62; den zweiten Zweiganschluss 63; die Konstantstromversorgung 30, die einen Strom an die erste Leuchtelementspalte LEDG1 und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 liefert, die zwischen den gemeinsamen Anschluss 61 und den ersten Zweiganschluss 62 bzw. den gemeinsamen Anschluss 61 und dem zweiten gemeinsamen Anschluss 63 geschaltet sind, so dass die Summe der von dem gemeinsamen Anschluss 61 zu jedem des ersten Zweiganschlusses 62 und des zweiten Zweiganschlusses 63 fließenden Ströme (d. h. konstanter Strom I0) konstant ist; und die Stromjustierschaltung 11A, die die Größe des von dem konstanten Anschluss 61 zum ersten Zweiganschluss 62 fließenden Stroms justiert.
Damit ist es möglich, einen Zustand (Bereich Z3) zu erzeugen, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG1 ausgeschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet ist, und somit wird es möglich, den Farbtönungsbereich zu verbreitern.
Außerdem ist in der Bestromungsvorrichtung 2A die Summe der Durchlassspannung der zweiten Leuchtelemente in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 größer als die Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelemente in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1, und somit ist es möglich, einen Zustand zu erzeugen, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ausgeschaltet ist. Dies gestattet eine weitere Verbreiterung des Farbtönungsbereichs.
Wenn anders ausgedrückt die Größe des konstanten Stroms I0 kleiner oder gleich dem ersten Schwellwert ist, justiert die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 so, dass der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließende zweite Strom I2 0 wird. Wenn außerdem die Größe des konstanten Stroms I0 größer oder gleich dem zweiten Schwellwert ist, justiert die Stromjustierschaltung 11A die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 auf 0.
Damit ist es möglich, einen Bereich Z1 bereitzustellen, in dem nur die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet ist, einen Bereich Z2, in dem sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet sind, und einen Bereich Z3, in dem nur die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet ist. Mit anderen Worten ist es möglich, die Zustande in Bereich Z1 und Bereich Z2 zu erzeugen, die in der Erfindung in PTL 1 nicht existieren, und der Farbtönungsbereich kann weiter verbreitet werden als in der Erfindung in PTL 1.
Außerdem kann die Bestromungsvorrichtung 2A in dieser Ausführungsform eine Farbtönung implementieren, bei der sich die Farbtemperatur allmählich ändert, wie in 17 dargestellt, und kann somit eine Farbtönung implementieren, die angenehmer ist.
Da weiterhin die Bestromungsvorrichtung 2A in dieser Ausführungsform eine Konfiguration besitzt, bei der die Lichtquelleneinheit 21A mit dem Stromausgangsanschluss 60 verbunden ist, kann die mit dem Stromausgangsanschluss 60 verbundene Lichtquelle leicht ausgetauscht werden. Wenn die Lichtquelle 21A ausfällt oder wenn sich die Farbtemperatur des Beleuchtungslichts ändert usw., ist es dementsprechend möglich, nur die Lichtquelleneinheit 21A auszutauschen.
[Ausführungsform 5]
Eine Bestromungsvorrichtung und eine die Bestromungsvorrichtung enthaltende Leuchte in Ausführungsform 5 werden anhand von 18, 19 und 20A bis 20C beschrieben.
Wohingegen Ausführungsform 4 den Fall beschreibt, wo die Referenzspannung Vref festgelegt ist, beschreibt die vorliegende Ausführungsform eine Konfiguration, bei der die Referenzspannung Vref auf der Basis des konstanten Stroms I0 verändert wird.
[5-1. Konfiguration]
18 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration der Bestromungsvorrichtung 2B in dieser Ausführungsform darstellt. In der in 18 dargestellten Bestromungsvorrichtung 2B ist ein Teil der Stromjustierschaltung 11B, d. h. der durch das Oval umgebene Abschnitt, von der Stromjustierschaltung 11A in Ausführungsform 4 verschieden. Es sei angemerkt, dass, wenngleich in 18 nicht dargestellt, in dieser Ausführungsform die erste Leuchtelementspalte LEDG1 ebenfalls zwischen den gemeinsamen Anschluss 61 und den ersten Zweiganschluss 62 geschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ebenfalls zwischen den gemeinsamen Anschluss 61 und den zweiten gemeinsamen Anschluss 63 geschaltet ist, und zwar auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 4.
Die Stromjustierschaltung 11B besitzt eine Konfiguration, bei der zu der Stromjustierschaltung 11A in Ausführungsform 4 der Op-Amp OP2 und die Widerstände Ri4 bis Ri6 hinzugefügt worden sind.
Der Op-Amp OP2 ist ein Beispiel für eine Referenzwertjustierschaltung, und er verstärkt eine Spannung entsprechend dem durch den Widerstand Rd0 detektierten konstanten Strom I0 und legt die Spannung über den Widerstand Ri4 an den plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 an. Der Operationsverstärker OP2 besitzt einen mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbundenen plusseitigen Eingangsanschluss, einen mit einem Ende des Widerstands Ri5 und einem Ende des Widerstands Ri6 verbundenen minusseitigen Eingangsanschluss und einen mit einem Ende des Widerstands Ri4 verbundenen Ausgangsanschluss.
Der Widerstand Ri4 ist mit dem einen Ende mit dem Ausgangsanschluss des Op-Amp OP2 verbunden und mit dem anderen Ende mit dem plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 verbunden. Der Widerstand Ri5 ist mit dem einen Ende mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 und einem Ende des Widerstands Ri6 verbunden und mit dem anderen Ende mit dem Erdungsanschluss (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 verbunden. Der Widerstand Ri6 ist mit einem Ende mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 verbunden und mit dem anderen Ende mit dem Ausgangsanschluss des Op-Amp OP2 verbunden.
Es sei angemerkt, dass, obwohl die vorliegende Ausführungsform den Fall beschreibt, wo der Op-Amp OP2 enthalten ist, um die Referenzspannung Vref auf der Basis des konstanten Stroms I0 zu ändern, die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt ist. Anstatt des Op-Amp OP2 kann eine andere Schaltung mit einer nichtlinearen Kennlinie wie etwa Sättigungskennlinie usw. vorgesehen werden.
[5-2. Betrieb]
19 veranschaulicht graphische Darstellungen zum Beschreiben der Beziehung zwischen (a) der Ausgabe eines Operationsverstärkers, der eine Referenzwertjustierschaltung ist, (b) der Referenzspannung und (c) einem Beispiel eines Dimmmusters in dieser Ausführungsform. In 19 stellt (a) die Beziehung dar zwischen der Ausgangsspannung VO2 des Op-Amp OP2 und dem konstanten Strom I0 dar, und (b) stellt die Beziehung zwischen der Referenzspannung Vref und dem konstanten Strom I0 dar. In 19 veranschaulicht (c) die Beziehung zwischen den durch die erste Leuchtelementspalte bzw. die zweite Leuchtelementspalte fließenden Strömen I1 und I2 und dem konstanten Strom I0.
In der graphischen Darstellung für die Bestromungsvorrichtung 2A in der in 16 dargestellten Ausführungsform 4 nimmt im Bereich Z2 der erste Strom I1 monoton ab und der zweite Strom I2 monoton zu.
Im Gegensatz dazu steigt in der graphischen Darstellung der Bestromungsvorrichtung 2B in dieser in 19 dargestellten Ausführungsform der erste Strom I1 in der Anfangshälfte des Bereichs Z2 und nimmt in der letzteren Hälfte ab. Dementsprechend ist die Steigerungsrate des zweiten Stroms I2 in der letzteren Hälfte des Bereichs Z2 höher als in der Anfangshälfte.
Mit anderen Worten justiert, wenn die Größe des konstanten Stroms I0 größer oder gleich einem dritten Schwellwert ist, der größer oder gleich dem ersten Schwellwert ist (d. h. der ganze Bereich Z2 in Ausführungsform 4 und der letztere halbe Abschnitt von Bereich Z2 in dieser Ausführungsform), die Stromjustierschaltung 11B die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms so, dass die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms kleiner wird, während der konstante Strom I0 größer wird.
20A bis 20C sind graphische Darstellungen, die Dimmmuster in dieser Ausführungsform darstellen. Durch Ändern der Größe der Widerstände Rd0, Rd1 und Ri1 bis Ri6 können drei Dimmmuster erhalten werden. 20A ist im Wesentlichen gleich (c) in 19. 20B veranschaulicht ein Dimmmuster, bei dem der erste Strom I1 in der Anfangshälfte des Bereichs Z2 konstant ist und in der letzteren Hälfte abnimmt. 20C veranschaulicht den Fall, wo der erste Strom I1 im Bereich Z2 abnimmt, wobei die Abnahmerate in der letzteren Hälfte größer ist als in der Anfangshälfte.
[5-3. Vorteilhafter Effekt]
Bei dieser Ausführungsform wird die Referenzspannung Vref auf der Basis des konstanten Stroms I0 geändert, und somit werden Varianten am Dimmmuster gestattet. Dies gestattet eine weitere Steigerung des dramatischen Effekts der Bestromungsvorrichtung 2B.
Außerdem erzeugt diese Ausführungsform die gleichen vorteilhaften Effekte wie Ausführungsform 4.
[5-4. Varianten]
Als Nächstes werden die Bestromungsvorrichtungen in Varianten von Ausführungsform 5 beschrieben.
Obwohl der plusseitige Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 in Ausführungsform 5 mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbunden ist, kann in der Stromjustierschaltung 11B in Ausführungsform 5 der plusseitige Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 mit dem Knoten N4 verbunden sein. Zudem kann ein Widerstand zum Detektieren des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden Stroms zwischen dem zweiten Zweiganschluss 63 und den Widerstanden Rd0 und Rd1 vorgesehen sein, und der plusseitige Eingangsanschluss des Op-Amp OP2 kann mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbunden sein.
Zudem kann, wie in 21 dargestellt, eine Zenerdiode verwendet werden.
21 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration der Bestromungsvorrichtung 2C in einer Variante von Ausführungsform 2 darstellt.
In der in 21 dargestellten Bestromungsvorrichtung 2C sind zusätzlich zu den jeweiligen Strukturkomponenten in Ausführungsform 5 der Widerstand Ri7 und die Zenerdiode D1 in der Stromjustierschaltung 11C vorgesehen. Der Widerstand Ri7 ist zwischen das andere Ende des Widerstands Ri4 und den Knoten N7 geschaltet (d. h. den plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1) geschaltet. Die Zenerdiode D1 besitzt einen Kathodenanschluss, der mit dem Knoten N9 verbunden ist, der der verbindende Knoten zwischen dem Widerstand Ri4 und dem Widerstand Ri7 ist, und einen Anodenanschluss, der mit dem Knoten N5 verbunden ist.
Alle obigen Varianten gestatten auch ein flexibles Ändern des Dimmmusters, was eine weitere Steigerung des dramatischen Effekts der Bestromungsvorrichtung gestattet.
[Ausführungsform 6]
Eine Bestromungsvorrichtung und eine die Bestromungsvorrichtung enthaltende Leuchte in Ausführungsform 6 werden anhand von 22, 23A und 23B beschrieben.
Wenngleich der Fall, wo eine Leuchte zwei Leuchtelementspalten enthält, in den Ausführungsformen 4 und 5 beschrieben ist, reicht es aus, dass die Anzahl an Leuchtelementspalten größer oder gleich zwei ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Fall beschrieben, wo drei Leuchtelementspalten enthalten sind.
[6-1. Leuchtenkonfiguration]
Hier wird der Fall beschrieben, wo die Leuchte eine Bestromungsvorrichtung enthält, die eine Farbtönungsfunktion realisiert, wie in Ausführungsform 4.
In 22 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration der Bestromungsvorrichtung 2D und der die Bestromungsvorrichtung 2D verwendenden Leuchte 80D in dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 22 dargestellt, enthält die Bestromungsvorrichtung 2D: die Konstantstromversorgung 30, die Lichtquelleneinheit 21D, den Dreipolregler Vreg, eine erste Detektorschaltung (Widerstand Rd11), eine zweite Detektorschaltung (Widerstand Rd12), eine dritte Detektorschaltung (Widerstand Rd13), eine Konstantstromdetektorschaltung (Widerstand Rd0) und eine Stromjustierschaltung 11D. Die Konfigurationen der Konstantstromversorgung 30 und des Dreipolreglers Vreg sind die gleichen wie in Ausführungsform 4.
[Lichtquelleneinheit]
Hier enthält die Lichtquelleneinheit 21D die drei Leuchtelementspalten, die erste Leuchtelementspalte LEDG11, die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 und die dritte Leuchtelementspalte LEDG13.
Die erste Leuchtelementspalte LEDG11 ist eine Lichtquelle, bei der ein oder mehrere erste Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind. Die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 ist eine Lichtquelle, bei der ein oder mehrere zweite Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind. Die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 ist eine Lichtquelle, bei der ein oder mehrere dritte Leuchtelemente in Reihe geschaltet sind. Es sei angemerkt, dass LEDs mit der gleichen Farbtemperatur in einer einzelnen Leuchtelementspalte enthalten sind, wohingegen Farbtemperaturen unter den Leuchtelementspalten verschieden sind.
Bei dieser Ausführungsform ist die folgende Beziehung erfüllt: die Anzahl an LEDs der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 < die Anzahl an LEDs der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 < die Anzahl an LEDs der dritten Leuchtelementspalte LEDG13. Wenn die Durchlassspannungen der in den jeweiligen Leuchtelementspalten enthaltenen LEDs etwa die gleichen sind, ist hier die folgende Beziehung erfüllt: die Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 < die Summe der Durchlassspannungen der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 < die Summe der Durchlassspannungen der dritten Leuchtelementspalte LEDG13. Deshalb kann die Zeitsteuerung, mit der ein Strom zu den drei Leuchtelementspalten zu fließen beginnt, versetzt sein.
Der Anodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG11, der Anodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 und der Anodenanschluss der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 sind mit dem gemeinsamen Anschluss 61 des Stromausgangsanschlusses 60 verbunden. Der Kathodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 ist mit dem ersten Zweiganschluss 62 verbunden, der Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 ist mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbunden und der Kathodenanschluss der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 ist mit dem dritten Zweiganschluss 64 verbunden.
Weiterhin wird der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließende Strom als der erste Strom I11 bezeichnet, der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließende Strom wird als der zweite Strom I12 bezeichnet und der durch die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 fließende Strom wird als der dritte Strom I13 bezeichnet.
[Erste Detektorschaltung]
Die erste Detektorschaltung ist der Widerstand Rd11, der die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden ersten Stroms I11 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem Knoten N4 verbunden (d. h. dem Kathodenanschluss der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 über Transistor Q11), und das andere Ende ist mit dem Knoten N2 verbunden (d. h. dem verbindenden Knoten auf der Kathodenanschlussseite der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12).
[Zweite Detektorschaltung]
Die zweite Detektorschaltung ist der Widerstand Rd12, der die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden zweiten Stroms I12 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem Knoten N12 verbunden (d. h. dem Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 über Transistor Q12), und das andere Ende ist mit N2 verbunden.
[Dritte Detektorschaltung]
Die dritte Detektorschaltung ist der Widerstand Rd13, der die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden ersten Stroms I11 und des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden zweiten Stroms I12 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem Knoten N2 verbunden und das andere Ende ist mit dem dritten Zweiganschluss 64 verbunden.
[Konstantstromdetektorschaltung]
Die Konstantstromdetektorschaltung ist ein Widerstand Rd0, der die Größe des konstanten Stroms I0 detektiert, und er ist mit einem Ende mit dem dritten Zweiganschluss 64 verbunden und mit dem anderen Ende mit dem niederspannungsseitigen Anschluss (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 verbunden.
Es sei angemerkt, dass, wenn der Widerstandswert des Widerstands Rd0 als R0 bezeichnet wird, der Widerstandswert des Widerstands Rd11 als R1 bezeichnet wird, der Widerstandswert des Widerstands Rd13 als R3 bezeichnet wird und die Spannung des niederspannungsseitigen Anschlusses (Knoten 5) der Konstantstromversorgung 30 die Erdungsspannung ist, die Spannung des Knotens N4, die zum Steuern der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 verwendet wird, dargestellt wird durch: R0 × I0 + R3 × (I11 + I12) + R1 × I11.
Weiterhin wird, wenn der Widerstandswert des Widerstands Rd12 als R2 bezeichnet wird, die Spannung von Knoten N12, die zum Steuern der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 verwendet wird, dargestellt durch: R0 × I0 + R3 × (I11 + I12) + R2 × I12.
[Stromjustierschaltung]
Die Stromjustierschaltung 11D ist eine Schaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms justiert und die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die zweite Detektorschaltung detektierten Stroms justiert.
Man beachte, dass, wenn die Lichtquelleneinheit drei oder mehr Stufen von Leuchtelementspalten enthält, es ausreicht, eine oder mehrere Leuchtelementspalten zu haben, an denen eine Stromjustierschaltung vorgesehen ist, und Leuchtelementspalten, an denen keine Stromjustierschaltung vorgesehen ist. Hier ist die Stromjustierschaltung an der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 vorgesehen, und die Stromjustierschaltung ist nicht an der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 vorgesehen.
Als eine erste Stromjustierschaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden ersten Stroms I11 justiert, enthält die Stromjustierschaltung 11D: eine erste Spannungsteilerschaltung mit Widerständen Ri11 und Ri12; einen Transistor Q11 und eine erste Vergleicherverstärkerschaltung mit Op-Amp OP1 und Widerstand Ri13, wie in 22 dargestellt. Die Konfigurationen der ersten Spannungsteilerschaltung, des Transistors Q1 und der ersten Vergleicherverstärkerschaltung sind die gleichen wie jene in der Stromjustierschaltung 11A in Ausführungsform 4.
Außerdem enthält als eine zweite Stromjustierschaltung, die die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden Stroms I12 justiert, die Stromjustierschaltung 11D Folgendes: eine zweite Spannungsteilerschaltung mit Widerständen Ri14 und Ri15; einen Transistor Q12 und eine zweite Vergleicherverstärkerschaltung mit Op-Amp OP3 und Widerstand Ri16, wie in 22 dargestellt. Die Konfiguration der zweiten Stromjustierschaltung ist im Grunde die gleiche wie die Konfiguration der ersten Stromjustierschaltung.
Der in der zweiten Spannungsteilerschaltung enthaltene Widerstand Ri14 ist mit einem Ende mit dem Knoten N5 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Knoten N13 verbunden, der der Ausgangsknoten der zweiten Spannungsteilerschaltung ist. Der Widerstand Ri15 ist mit einem Ende mit dem Knoten N13 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Knoten N6 verbunden, der der Ausgangsknoten des Dreipolreglers Vreg ist. Wenn der Widerstandswert des Widerstands Ri14 als R14 bezeichnet wird und der Widerstandswert des Widerstands Ri15 als R15 bezeichnet wird, ist die Ausgangsspannung der zweiten Spannungsteilerschaltung eine Spannung, die berechnet wird durch: (Ausgangsspannung des Dreipolreglers Vreg) × R14/(R14 + R15). Dies wird die Referenzspannung Vref der zweiten Stromjustierschaltung. Es sei angemerkt, dass die Referenzspannung Vref der zweiten Stromjustierschaltung von der Referenzspannung Vref der ersten Stromjustierschaltung verschieden sein kann.
Der Transistor Q12 ist ein Transistor, der den durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden Strom justiert. Der Transistor Q12 ist ein MOSFET und er besitzt einen mit dem Ausgangsanschluss (Knoten N14) des Op-Amp OP3 verbundenen Gateanschluss, einen mit dem Kathodenanschluss der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 (zweiten Zweiganschluss 63) verbundenen Drainanschluss und einen mit dem minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP3 und dem einen Ende (Knoten N12) des Widerstands Rd12 verbundenen Sourceanschluss.
Die zweite Vergleicherverstärkerschaltung ist eine Schaltung, die die Summe der Spannungen äquivalent den Spannungsabfällen im Widerstand Rd12, im Widerstand Rd13 und im Widerstand Rd0 mit einem Referenzwert vergleicht und an den Steueranschluss des Transistors Q12 eine Spannung anlegt, die gemäß dem Ergebnis des Vergleichs ist. Hier ist die Vergleicherverstärkerschaltung der Op-Amp OP3 mit einem mit dem Ausgangsknoten (Knoten N13) der ersten Spannungsteilerschaltung verbundenen plusseitigen Eingangsanschluss, dem mit dem Knoten N12 verbundenen minusseitigen Eingangsanschluss und einem mit dem Gateanschluss des Transistors Q12 verbundenen Ausgangsanschluss. Der Widerstand Ri16 ist zwischen den minusseitigen Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Op-Amp OP3 geschaltet.
[6-2. Betrieb]
Der Betrieb der Stromjustierschaltung 11D wird anhand von 23A und 23B beschrieben. 23A und 23B sind graphische Darstellungen, die Beispiele der Beziehung zwischen dem durch die erste Leuchtelementspalte LEDG11 fließenden ersten Strom I11, dem durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG12 fließenden zweiten Strom I12 und dem durch die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 fließenden dritten Strom I13 und dem konstanten Strom I0 in dieser Ausführungsform darstellen. Es sei angemerkt, dass 23A den Fall veranschaulicht, wo der Widerstandswert des Widerstands Rd13 als 0 ist (d. h. der Fall, wo der Widerstand Rd13 nicht verwendet wird).
In 23A und 23B enthalten die graphischen Darstellungen einen Bereich Z11, in dem der zweite Strom I12 und der dritte Strom I13 0 sind, einen Bereich Z12, in dem der dritte Strom I13 0 ist, einen Bereich Z13, in dem der erste Strom I11, der zweite Strom I12 und der dritte Strom I13 größer als 0 sind, und einen Bereich Z14, in dem der erste Strom I11 und der zweite Strom I12 0 sind.
Beispielsweise wird angenommen, dass die Farbtemperatur der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 2700 K beträgt, die Farbtemperatur der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 5000 K beträgt und die Farbtemperatur der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 eine Farbtemperatur in der Mitte zwischen der Farbtemperatur der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 und der Farbtemperatur der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 ist.
In diesem Fall wird im Bereich Z11 eine rotfarbige Beleuchtung mit geringer Beleuchtungsintensität von der Leuchte 80D emittiert. Im Bereich Z12 nimmt die Beleuchtungsintensität der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 allmählich ab und die Beleuchtungsintensität der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 nimmt allmählich zu. Im Bereich Z13 nimmt die Beleuchtungsintensität der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 und der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 allmählich ab und wird bei Beginn von Bereich Z14 0. Ab dem Beginn des Bereichs Z13 nimmt die Beleuchtungsintensität der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 allmählich zu. Im Bereich Z14 wird die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 eingeschaltet und die anderen Leuchtelementspalten werden ausgeschaltet.
Es sei angemerkt, dass die Steigung des ersten Stroms I11 in den Bereichen Z12 und Z13 zwischen dem in 23A dargestellten Fall, wo der Widerstand Rd13 nicht vorgesehen ist, und dem in 23B dargestellten Fall unterschiedlich ist.
[6-3. Vorteilhafter Effekt]
In dieser Ausführungsform wird der Fall, wo drei Leuchtelementspalten enthalten sind, beschrieben. In dem Fall, wo drei Leuchtelementspalten enthalten sind, ist es auch möglich, einen Bereich Z11 zu realisieren, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG11 eingeschaltet ist und die anderen Leuchtelementspalten ausgeschaltet sind, und einen Bereich Z14, in dem die dritte Leuchtelementspalte LEDG13 eingeschaltet ist und die anderen Leuchtelementspalten ausgeschaltet sind, wie in 23A und 23B dargestellt, und somit ist es möglich, den Farbtönungsbereich zu verbreitern.
Außerdem kann bei dieser Ausführungsform die Bestromungsbaugruppe 2D eine Farbtönung implementieren, die die Farbtemperatur wie die in 23A und 23B dargestellte allmählich ändert, und somit ist es ebenfalls möglich, eine angenehmere Farbtönung zu implementieren.
[Ausführungsform 7]
Eine Bestromungsvorrichtung und eine die Bestromungsvorrichtung enthaltende Leuchte in Ausführungsform 7 werden anhand von 24, 24, 26A, 26B und 27 beschrieben.
In dieser Ausführungsformen wird eine Konfiguration, bei der die Referenzspannung Vref auf der Basis des konstanten Stroms I0 geändert wird und die von der Konfiguration in Ausführungsform 5 verschieden ist, beschrieben.
[7-1. Konfiguration]
24 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration der Bestromungsvorrichtung 2E in dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 24 dargestellt, enthält die Bestromungsvorrichtung 2E die Konstantstromversorgung 30, den Dreipolregler Vreg, eine erste Detektorschaltung (Widerstand Rd1), eine zweite Detektorschaltung (Widerstand Rd2), eine Konstantstromdetektorschaltung (Widerstand Rd0), die Stromjustierschaltung 11E und eine Bypass-Schaltung. Die in 24 dargestellte Bestromungsvorrichtung 2E ist von der Bestromungsvorrichtung 2A in Ausführungsform 4 dadurch verschieden, dass sie die zweite Detektorschaltung (Widerstand Rd2) zwischen dem zweiten Zweiganschluss 63 und dem Knoten N2 enthält und die Bypass-Schaltung zwischen dem zweiten Zweiganschluss 63 und dem Knoten N4 enthält. Es sei angemerkt, dass, wenngleich in 24 nicht dargestellt, in dieser Ausführungsform die erste Leuchtelementspalte LEDG1 ebenfalls zwischen den gemeinsamen Anschluss 61 und den ersten Zweiganschluss 62 geschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ebenfalls zwischen den gemeinsamen Anschluss 61 und den ersten gemeinsamen Anschluss 63 geschaltet ist, und zwar auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 4.
[Zweite Detektorschaltung]
Die zweite Detektorschaltung ist eine Schaltung, die die Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden zweiten Stroms I2 detektiert. Die zweite Detektorschaltung ist in Reihe mit der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 geschaltet. Insbesondere ist in dieser Ausführungsform die zweite Detektorschaltung der Widerstand Rd2 mit einem mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbundenen Ende und dem mit dem Knoten N2 verbundenen anderen Ende.
[Bypass-Schaltung]
Die Bypass-Schaltung ist eine Schaltung, die zu der ersten Detektorschaltung mindestens einen Teil des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden Stroms durchlässt, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Insbesondere ist die Bypass-Schaltung eine Schaltung, bei der die Diode D2 und der Widerstand Rb in Reihe geschaltet sind. Die Diode D2 besitzt einen mit dem Knoten N4 verbundenen Kathodenanschluss und einen mit einem Ende des Widerstands Rb verbundenen Anodenanschluss. Der Widerstand Rb ist mit dem einen Ende mit dem Anodenanschluss der Diode D2 verbunden und mit dem anderen Ende mit dem zweiten Zweiganschluss 63 verbunden.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration lautet die vorbestimmte Bedingung: die Spannung des zweiten Zweiganschlusses 63 > als die Spannung von Knoten N4 + die Durchlassspannung von Diode D2. Anders ausgedrückt lautet die vorbestimmte Bedingung, dass die Spannung äquivalent zum Spannungsabfall in der zweiten Leuchtelementspalte kleiner ist als ein Wert, der erhalten wird durch Subtrahieren der Durchlassspannung der Diode D2 von der Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall in der ersten Leuchtelementspalte. Die Bypass-Schaltung lässt zu der ersten Detektorschaltung mindestens einen Teil des durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden Stroms hindurch, wenn die Spannung des zweiten Zweiganschlusses 63 größer ist als die Summe aus der Spannung von Knoten N4 und der Durchlassspannung von Diode D2 (d. h., wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist).
Hier wird, wie in Ausführungsform 4 beschrieben, eine Spannung, die erhalten wird durch Addieren, zu der Spannung des niederspannungsseitigen Anschlusses (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30, einer Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd0 und einer Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd1, der die erste Detektorschaltung ist, in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben.
[Stromjustierschaltung]
Die Stromjustierschaltung 11E ist von der Stromjustierschaltung 11A in Ausführungsform 4 dadurch verschieden, dass die Bypass-Schaltung mit dem Knoten N4 verbunden ist. Dementsprechend wird in dieser Ausführungsform, wo der Widerstandswert des Widerstands Rd1 als R1 bezeichnet ist und der von der Bypass-Schaltung gelieferte Strom als Ib bezeichnet ist, die Spannung äquivalent zu dem Spannungsabfall im Widerstand Rd1 dargestellt durch R1 × (I1 + Ib). Wenn die Spannung des niederspannungsseitigen Anschlusses (Knoten N5) der Konstantstromversorgung 30 die Erdungsspannung ist, wird eine Spannung R0 × I0 + R1 (I1 + Ib) in den minusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 eingegeben.
Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform die Summe aus dem ersten Strom I1 und dem Bypass-Strom Ib durch die erste Detektorschaltung detektiert und somit justiert die Stromjustierschaltung 11E den ersten Strom I1 nicht nur auf der Basis des ersten Stroms, sondern auch des zweiten Stroms I2.
[7-2. Betrieb]
Der Betrieb der Stromjustierschaltung 11E wird anhand von 25 beschrieben. 25 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Strom I1 und dem durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden zweiten Strom I2 und dem konstanten Strom I0 in dieser Ausführungsform darstellt. In 25 bezeichnet die horizontale Achse die Größe des konstanten Stroms I0, und die vertikale Achse bezeichnet die Größe des ersten Stroms I1 und des zweiten Stroms I2.
In 25 enthält die graphische Darstellung den Bereich Z1, in dem der zweite Strom I2 0 beträgt, die Bereiche Z2 und Z3, in denen sowohl der erste Strom I1 als auch der zweite Strom I2 größer als 0 sind, und den Bereich Z4, in dem der erste Strom I1 0 beträgt.
(1) Bereich Z1
Der Betrieb der Stromjustierschaltung 11E im Bereich Z1 ist der gleiche wie der Betrieb der Stromjustierschaltung 11A im Bereich Z1 in Ausführungsform 4.
(2) Bereich Z2
Der Bereich Z2 ist ein Bereich, in dem kein Strom von der Bypass-Schaltung geliefert wird (d. h. der Bereich, in dem die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist), aus dem Bereich, in dem die Größe des konstanten Stroms I0 größer ist als der erste Schwellwert und kleiner als ein zweiter Schwellwert (d. h. Bereich Z2 + Bereich Z3). Es sei angemerkt, dass der zweite Schwellwert größer ist als der erste Schwellwert. Im Bereich Z2 sind sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet.
Im Bereich Z2, wo der Widerstandswert des Widerstands Rd2 als R2 bezeichnet ist und die Durchlassspannung der Diode D2 als Vd bezeichnet ist, sind die folgenden Beziehungen erfüllt: (R0 + R1) × I0 > Vref > R0 × I0 und R1 × I1 > R2 × I2 + Vd. Im Bereich Z2 justiert die Stromjustierschaltung 11E die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms so, dass der erste Strom I1 kleiner wird und der zweite Strom I2 größer wird, wenn der konstante Strom I0 größer wird.
Im Bereich Z2 wird die Differenz zwischen der Spannung V_ des minusseitigen Eingangsanschlusses und der Spannung Vref des plusseitigen Eingangsanschlusses des Op-Amp OP1 relativ klein und somit wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 klein. Als solches arbeitet der Transistor Q1 in einem Sättigungsgebiet (d. h., er arbeitet als ein sogenanntes variables Widerstandselement).
Insbesondere wenn die Referenzspannung Vref größer ist als die Spannung V_, wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1 größer, da die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_ größer ist. Hier wird die Spannung V_ dargestellt durch R1 × I1 + R0 × I0.
Je kleiner der erste Strom I1 ist, umso kleiner werden die Spannungsabfälle in den Widerständen Rd0 und Rd1 und umso größer wird die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_. Folglich wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1, d. h. die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1, größer. Wenn die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1 größer wird, wird der Widerstandswert des Transistors Q1 kleiner und der erste Strom I1 wird größer.
Je größer der erste Strom I1 ist, umso größer sind die Spannungsabfälle in den Widerständen Rd0 und Rd1 und umso kleiner wird die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Spannung V_. Folglich wird die Ausgangsspannung des Op-Amp OP1, d. h. die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1, kleiner. Wenn die Spannung des Gateanschlusses des Transistors Q1 kleiner wird, wird der Widerstandswert des Transistors Q1 größer und der erste Strom I1 wird kleiner.
Mit anderen Worten justiert im Bereich Z2 die Stromjustierschaltung 11E die Gatespannung des Transistors Q1 so, dass die Spannung V_ gleich der Referenzspannung Vref wird. Anders ausgedrückt justiert die Stromjustierschaltung 11E die Gatespannung des Transistors Q1 so, dass der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließende erste Strom I1 den in der oben erwähnten Gleichung 1 gezeigten Wert erhält.
(3) Bereich Z3
Der Bereich Z3 ist ein Bereich, in dem ein Strom von der Bypass-Schaltung geliefert wird (d. h. der Bereich, in dem die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist), aus dem Bereich, in dem die Größe des konstanten Stroms I0 größer ist als der erste Schwellwert und kleiner ist als ein zweiter Schwellwert (d. h. Bereich Z2 + Bereich Z3). Im Bereich Z3 sind sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet.
Im Bereich Z3 sind die folgenden Beziehungen erfüllt: (R0 + R1) × I0 > Vref > R0 × I0 und R1 × (I1 + Ib) ≤ R2 × (12 – Ib) + Vd. Im Bereich Z3 justiert die Stromjustierschaltung 11E die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms so, dass der Strom I1 kleiner wird und der Strom I2 größer wird, während der konstante Strom I0 größer wird, wie im Fall des Bereichs Z2. Es sei angemerkt, dass in der graphischen Darstellung die Steigungen des Stroms I1 und des Stroms I2 zwischen den Bereichen Z2 und Z3 verschieden sind.
Der Betrieb des Op-Amp OP1 im Bereich Z3 ist im Grunde der gleiche wie der Betrieb im Bereich Z2. Im Bereich Z3 justiert die Stromjustierschaltung 11E die Gatespannung des Transistors Q1 so, dass der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließende erste Strom I1 den in Gleichung 2 unten gezeigten Wert erhält. I1 = (Vref – R0 × I0)/R1 – Ib (Gleichung 2)
(4) Bereich Z4
Der Betrieb der Stromjustierschaltung 11E im Bereich Z4 ist der gleiche wie der Betrieb der Stromjustierschaltung 11A im Bereich Z3 in Ausführungsform 4.
[7-3. Vorteilhafte Effekte usw.]
Die Bestromungsvorrichtung 2E in dieser Ausführungsform enthält: die erste Detektorschaltung, die die Größe des in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 detektiert; die zweite Detektorschaltung, die die Größe des in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 fließenden zweiten Stroms I2 detektiert; die Bypass-Schaltung, die einen Teil des zweiten Stroms I2 an die erste Detektorschaltung weitergibt; und die Stromjustierschaltung 11E, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms justiert.
Damit ist es möglich, einen Zustand (Bereich Z4) zu erzeugen, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG1 ausgeschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet ist, und somit wird es möglich, den Farbtönungsbereich zu verbreitern.
Außerdem ist in der Bestromungsvorrichtung 2E die Summe der Durchlassspannungen der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 größer als die Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte LEDG1, und somit wird es möglich, einen Zustand zu erzeugen, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ausgeschaltet ist. Dies gestattet eine weitere Verbreiterung des Farbtönungsbereichs.
Wenn anders ausgedrückt die Größe des konstanten Stroms I0 kleiner oder gleich dem ersten Schwellwert ist, justiert die Stromjustierschaltung 11E die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 so, dass der durch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 fließende zweite Strom I2 0 wird. Außerdem justiert, wenn die Größe des konstanten Stroms I0 größer oder gleich dem zweiten Schwellwert ist, die Stromjustierschaltung 11E die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließenden ersten Stroms I1 auf 0.
Damit ist es möglich, den Bereich Z1 bereitzustellen, in dem nur die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet ist, Bereiche Z2 und Z3, in denen sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet sind, und den Bereich Z4, in dem nur die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet ist. Mit anderen Worten ist es möglich, die Zustände im Bereich Z1 und im Bereich Z4 zu erzeugen, die in der Erfindung in PTL 1 nicht existieren, und somit kann der Farbtönungsbereich verbreitert werden.
Indem die Bypass-Schaltung vorliegt, kann die Bestromungsvorrichtung 2E in dieser Ausführungsform das Ausmaß der Änderung bei der Beleuchtungsintensität in dem Bereich ändern, wo sowohl die erste Leuchtelementspalte LEDG1 als auch die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 eingeschaltet sind, wie in 25 dargestellt. Damit kann eine angenehmere Farbtönung implementiert werden.
26A und 26B sind graphische Darstellungen, die Beispiele von anderen Dimmmustern in dieser Ausführungsform darstellen. Im Vergleich zu 25 veranschaulichen 26A und 26B Beispiele von Fällen, in denen der Widerstandswert der Widerstände (Rd0 bis Rd2) geändert werden. Auf diese Weise kann durch Einstellen der Widerstandswerte der Widerstände ein Dimmen gemäß dem Typ von Leuchte erhalten werden.
[7-4. Varianten]
27 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration der Bestromungsvorrichtung 2F in einer Variante dieser Ausführungsform darstellt. Während der Kathodenanschluss der Diode D2 der Bypass-Schaltung mit dem Knoten N4 in der Stromjustierschaltung 11E in der vorausgegangenen Ausführungsform verbunden ist, ist in der in der Bestromungsvorrichtung 2F in dieser Variante enthaltenen Stromjustierschaltung 11F der Kathodenanschluss der Diode D2 der Bypass-Schaltung mit dem plusseitigen Eingangsanschluss des Op-Amp OP1 verbunden.
Weiterhin kann in dieser Ausführungsform und der Variante dieser Ausführungsform der Bypass-Schaltung eine Verstärkerschaltung hinzugefügt werden.
Diese Variante erzeugt auch die gleichen vorteilhaften Effekte wie in der vorausgegangenen Ausführungsform.
[Anderes]
Wenngleich Beleuchtungssysteme und Leuchten gemäß der vorliegenden Erfindung bisher auf der Basis der vorausgegangenen Ausführungsformen und von Varianten davon beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorausgegangenen Ausführungsformen und Varianten beschränkt.

(1) Beispielsweise ist, obwohl der Fall, wo die ersten Leuchtelemente und die zweiten Leuchtelemente LEDs sind, in den Ausführungsformen 1 bis 7 exemplifiziert ist, die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Die ersten Leuchtelemente und die zweiten Leuchtelemente können aus anderen Leuchtelementen wie etwa organischen Elektrolumineszenzelementen (EL-Elementen) usw. konfiguriert sein.
(2) Obwohl die Ausführungsformen 1 bis 7 den Fall exemplifizieren, wo die Größe der Durchlassspannungen für alle LEDs die gleiche ist (vom gleichen Typ), die Beispiele der ersten Leuchtelemente und der zweiten Leuchtelemente sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Es wird bevorzugt, dass die folgende Beziehung erfüllt ist: die Summe der Durchlassspannungen der ersten Leuchtelementspalte < die Summe der Durchlassspannungen der Leuchtelementspalte in der letzten Stufe. Die Leuchtelementspalte in der letzten Stufe ist die Leuchtelementspalte, für die keine Stromjustierschaltung vorgesehen ist, und ist die Leuchtelementspalte LEDG2 in den Ausführungsformen 1 und 2 und die Leuchtelementspalte LEDG13 in Ausführungsform 3.
(3) Wenngleich die vorausgegangene Ausführungsform den Fall beschreibt, wo das Beleuchtungssystem mehrere Leuchtelementspalten enthält, zwischen denen sowohl Farbtemperatur- als auch Lichtverteilungskennlinien verschieden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Das Beleuchtungssystem kann eine andere Konfiguration aufweisen wie etwa eine, die mehrere Leuchtelementspalten enthält, zwischen denen beispielsweise nur die Farbtemperatur- oder nur die Lichtverteilungskennlinie verschieden ist.
(4) Obwohl die Anzahl der in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 enthaltenen LEDs auf 4 eingestellt ist und die Anzahl der in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 enthaltenen LEDs in den Ausführungsformen 1 und 2 auf 5 eingestellt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Gleichermaßen ist, obwohl die Anzahl der in der ersten Leuchtelementspalte LEDG11 enthaltenen LEDs auf 3 eingestellt ist, die Anzahl der in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG12 enthaltenen LEDs auf 4 eingestellt ist und die Anzahl der in der dritten Leuchtelementspalte LEDG13 enthaltenen LEDs in Ausführungsform 3 auf 5 eingestellt ist, die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt.

Es sei angemerkt, dass in den Ausführungsformen 1 und 2 aufgrund der Differenz bei den Summen der Durchlassspannungen die Zeitsteuerung zum Starten einer Lichtemission für die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 bezüglich der ersten Leuchtelementspalte LEDG1 versetzt ist, und deshalb wird bevorzugt, dass die Anzahl an LEDs in der zweiten Leuchtelementspalte LEDG2 größer ist als die Anzahl an LEDs in der ersten Leuchtelementspalte LEDG1. Gleichermaßen wird in dem Fall, wenn drei oder mehr Leuchtelementspalten enthalten sind, bevorzugt, dass die Anzahl an LEDs derart bestimmt wird, dass eine Differenz zwischen den Summen der jeweiligen Leuchtelementspalten bereitgestellt wird.

(5) Wenngleich eine Konstantstromdetektorschaltung in den Ausführungsformen 1 bis 7 vorgesehen ist, ist die Konstantstromdetektorschaltung keine essentielle Strukturkomponente.

28 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung (Dimmmuster) zwischen einer ersten Leuchtelementspalte und einer zweiten Leuchtelementspalte und dem konstanten Strom in dem Fall darstellt, wenn keine Konstantstromdetektorschaltung vorgesehen ist (Variante 1 von Ausführungsform 1 und Variante 1 von Ausführungsform 4).
In diesem Fall wird der durch die erste Leuchtelementspalte LEDG1 fließende Strom nicht 0 (d. h., Bereich Z3 kann nicht vorgesehen werden). Da es jedoch möglich ist, Bereich Z1 vorzusehen, in dem die erste Leuchtelementspalte LEDG1 eingeschaltet ist und die zweite Leuchtelementspalte LEDG2 ausgeschaltet ist, gestattet auch dieser Fall das Verbreitern des Farbtönungsbereichs im Vergleich zum Vergleichsbeispiel.

(6) Bei der Ausführungsformen 1 bis 7 kann eine Leuchtelementspalte weiterhin in der Verdrahtungsleitung vorgesehen sein, durch die der konstante Strom I0 fließt.

29 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel der Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungssystem in dem Fall darstellt (Variante 2 von Ausführungsform 1), wo eine Leuchtelementspalte in der Verdrahtungsleitung vorgesehen ist, durch die der konstante Strom I0 fließt. Das in 29 dargestellte Beleuchtungssystem 1F enthält die Konstantstromversorgung 30, die Lichtquelleneinheit 20A, den Dreipolregler Vreg, die erste Detektorschaltung, die Konstantstromdetektorschaltung, die Stromjustierschaltung 10A und eine Leuchtelementspalte LEDG0. Mit Ausnahme des Aufnehmens der Leuchtelementspalte LEDG0 ist alles gleich wie in der vorausgegangenen Ausführungsform. Dementsprechend kann die Flexibilität bei der Dimmsteuerung und Lichtverteilungssteuerung verbessert werden.

(7) Wenngleich der Fall, wo die Leuchte ein Downlight ist, in den Ausführungsformen 1 bis 7 exemplifiziert ist, kann die Leuchte in der vorliegenden Erfindung auf ein willkürliches Gerät wie etwa einen Projektor oder ein Innenraumlicht angewendet werden.
(8) Formen, die durch verschiedene Modifikationen an den Ausführungsbeispielen erhalten werden, die durch einen Fachmann ausgedacht werden können, sowie Formen, die durch willkürliches Kombinieren von Strukturkomponenten und Funktionen in dem Ausführungsbeispiel realisiert werden, die innerhalb des Schutzbereichs der Essenz der vorliegenden Erfindung liegen, sind in der folgenden Erfindung enthalten.

Wenngleich das Obige das beschrieben hat, was als der beste Modus und/oder andere Beispiele angesehen werden, versteht sich, dass verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden können und dass der hier offenbarte Gegenstand in verschiedenen Formen und Beispielen implementiert werden kann und dass sie in zahlreichen Anwendungen angewendet werden können, von denen hier nur einige beschrieben worden sind. Die folgenden Ansprüche sollen beliebige und alle Modifikationen und Varianten beanspruchen, die in den wahren Schutzbereich der vorliegenden Lehren fallen.
Bezugszeichenliste

1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F: Beleuchtungssystem
2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F: Bestromungsbaugruppe
10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F: Stromjustierschaltung
20A, 20E, 21A, 21D: Lichtquelleneinheit
30: Konstantstromversorgung
40: Dimmer
61: gemeinsamer Anschluss
62: erster Zweiganschluss
63: zweiter Zweiganschluss
64: dritter Zweiganschluss
70: Steuersignaleingangsanschluss
80, 80A, 80D, 80G: Leuchte
I0: konstanter Strom
LEDG1, LEDG11: erste Leuchtelementspalte
LEDG2, LEDG12: zweite Leuchtelementspalte
LEDG13: dritte Leuchtelementspalte
OP1, OP3: Operationsverstärker (Vergleicherverstärkerschaltung)
OP2: (Referenzwertjustierschaltung)
Q1, Q11, Q12: Transistor
Rd0: Widerstand (Konstantstromdetektorschaltung)
Rd1, Rd11: Widerstand (erste Detektorschaltung)
Rd2, Rd12: Widerstand (zweite Detektorschaltung)

Claims

Beleuchtungssystem, das Folgendes umfasst: eine erste Leuchtelementspalte mit einem einzelnen ersten Leuchtelement oder mehreren ersten Leuchtelementen, die in Reihe geschaltet sind; eine zweite Leuchtelementspalte, die parallel zu der ersten Leuchtelementspalte geschaltet ist und ein einzelnes zweites Leuchtelement oder mehrere zweite Leuchtelemente, die in Reihe geschaltet sind, enthält; eine Konstantstromversorgung, die einen konstanten Strom an eine Lichtquelleneinheit liefert, die die erste Leuchtelementspalte und die zweite Leuchtelementspalte enthält; eine erste Detektorschaltung, die in Reihe zu der ersten Leuchtelementspalte geschaltet ist und eine Größe eines durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms detektiert; und eine Stromjustierschaltung, die die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms gemäß der Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms justiert.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei eine Summe aus Durchlassspannungen des einen des einzelnen zweiten Leuchtelements oder der mehreren zweiten Leuchtelemente, die in der zweiten Leuchtelementspalte enthalten sind, größer ist als eine Summe aus Durchlassspannungen des einen des einzelnen ersten Leuchtelements oder der mehreren ersten Leuchtelemente, die in der ersten Leuchtelementspalte enthalten sind.
Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms justiert, um eine Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte fließenden Stroms auf Null einzustellen, wenn eine Größe des konstanten Stroms kleiner oder gleich einem ersten Schwellwert ist.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms auf Null einstellt, wenn die Größe des konstanten Stroms größer oder gleich einem zweiten Schwellwert ist, der größer ist als der erste Schwellwert.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms auf eine kleinere Menge justiert, während der konstante Strom größer wird, wenn die Größe des konstanten Stroms größer oder gleich einem dritten Schwellwert ist, der größer oder gleich dem ersten Schwellwert ist.
Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms mit einem Referenzwert vergleicht und die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms gemäß einem Ergebnis des Vergleichs ändert.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 6, wobei die erste Detektorschaltung ein Widerstand ist, und die Stromjustierschaltung Folgendes enthält: einen Transistor, der die Größe des durch die erste Leuchtelementspalte fließenden Stroms justiert; und eine Vergleicherverstärkerschaltung, die einen Spannungsabfall im Widerstand mit dem Referenzwert vergleicht und eine Spannung, die gemäß einem Ergebnis des Vergleichs ist, an einen Steueranschluss des Transistors anlegt.
Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 6 und 7, weiterhin umfassend: eine Referenzwertjustierschaltung, die den Referenzwert gemäß der Größe des von der Konstantstromversorgung gelieferten konstanten Stroms justiert.
Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Farbtemperatur des einen des ersten Leuchtelements oder der mehreren ersten Leuchtelemente unter einer Farbtemperatur des einen des einzelnen zweiten Leuchtelements oder den mehreren zweiten Leuchtelementen liegt.
Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lichtverteilungskennlinie der ersten Leuchtelementspalte und die Lichtverteilungskennlinie der zweiten Leuchtelementspalte verschieden sind.
Leuchte, die Folgendes umfasst: das Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10; und einen Dimmer, der eine Größe des konstanten Stroms der Konstantstromversorgung justiert.
Bestromungsvorrichtung, die Strom an mehrere Leuchtelementspalten liefert, wobei die Bestromungsvorrichtung Folgendes umfasst: einen gemeinsamen Anschluss; mehrere Zweiganschlüsse; eine Konstantstromversorgung, die einen Strom derart an die mehreren Leuchtelementspalten liefert, dass eine Summe der von dem gemeinsamen Anschluss zu den mehreren Zweiganschlüssen fließenden Ströme konstant ist, wenn die mehreren Leuchtelementspalten zwischen den gemeinsamen Anschluss und einen jeweiligen anderen der mehreren Zweiganschlüsse geschaltet sind; und eine Stromjustierschaltung, die eine Größe eines von dem gemeinsamen Anschluss zu mindestens einem der mehreren Zweiganschlüsse fließenden Stroms justiert.
Bestromungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die mehreren Leuchtelementspalten eine erste Leuchtelementspalte und eine zweite Leuchtelementspalte beinhalten, wobei die erste Leuchtelementspalte eines eines einzelnen ersten Leuchtelements oder mehrerer in Reihe geschalteter erster Leuchtelemente enthält und die zweite Leuchtelementspalte eines eines einzelnen zweiten Leuchtelements oder mehrerer in Reihe geschalteter Leuchtelemente enthält, wobei die mehreren Zweiganschlüsse einen ersten Zweiganschluss und einen zweiten Zweiganschluss beinhalten, wobei die erste Leuchtelementspalte mit einem ersten Strom versorgt wird, indem sie zwischen den gemeinsamen Anschluss und den ersten Zweiganschluss geschaltet ist, wobei die zweite Leuchtelementspalte mit einem zweiten Strom versorgt wird, indem sie zwischen den gemeinsamen Anschluss und den zweiten Zweiganschluss geschaltet ist, und die Stromjustierschaltung eine Größe des ersten Stroms justiert.
Bestromungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des ersten Stroms auf der Basis eines detektierten Werts des ersten Stroms justiert.
Bestromungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, wobei eine Summe der Durchlassspannung des einen des einzelnen zweiten Leuchtelements oder der mehreren zweiten Leuchtelemente, die in der zweiten Leuchtelementspalte enthalten sind, größer ist als eine Summe der Durchlassspannungen des einen des einzelnen ersten Leuchtelements oder der mehreren ersten Leuchtelemente, die in der ersten Leuchtelementspalte enthalten sind.
Bestromungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des ersten Stroms justiert, um eine Größe des durch die zweite Leuchtelementspalte fließenden Stroms auf Null einzustellen, wenn die Summe der Ströme kleiner oder gleich einem ersten Schwellwert ist.
Bestromungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des ersten Stroms auf Null einstellt, wenn die Summe der Ströme größer oder gleich einem zweiten Schwellwert ist, der größer ist als der erste Schwellwert.
Bestromungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 und 17, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des ersten Stroms auf eine kleinere Menge justiert, während die Summe der Ströme größer wird, wenn die Summe der Ströme größer oder gleich einem dritten Schwellwert ist, der größer oder gleich dem ersten Schwellwert ist.
Bestromungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, weiterhin umfassend eine Konstantstromdetektorschaltung, die eine Größe der Summe der Ströme detektiert, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des ersten Stroms gemäß der Größe der Summe der durch die Konstantstromdetektorschaltung detektierten Ströme justiert.
Bestromungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Stromjustierschaltung die Größe des durch die erste Detektorschaltung detektierten Stroms mit einem Referenzwert vergleicht und die Größe des ersten Stroms gemäß einem Ergebnis des Vergleichs ändert.
Bestromungsvorrichtung nach Anspruch 20, weiterhin umfassend: eine Referenzwertjustierschaltung, die den Referenzwert gemäß der Größe der Summe der Ströme justiert.
Bestromungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei die Stromjustierschaltung den ersten Strom gemäß dem zweiten Strom justiert.
Bestromungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, wobei die Summe der Ströme durch Durchführen einer externen Steuerung an der Konstantstromversorgung gesteuert wird.
Bestromungsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Konstantstromversorgung einen Steuersignaleingangsanschluss zum Durchführen einer externen Steuerung an der Summe der Ströme enthält.
Leuchte, die Folgendes umfasst: die Bestromungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24; und die mehreren Leuchtelementspalten.
Leuchte nach Anspruch 25, wobei die mehreren Leuchtelementspalten voneinander verschiedene Farbtemperaturen besitzen.
Leuchte nach einem der Ansprüche 25 und 26, weiterhin umfassend: einen Dimmer, wobei die Konstantstromversorgung eine Eingabe von Leistung von einer externen Stromversorgung über den Dimmer empfängt und die Summe der Ströme unter Verwendung des Dimmers gesteuert wird.