DE102017118085A1 - Lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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Yuya Yamamoto
Toshifumi Ogata
Shigeru Ido
Shun KUSUDA
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Abstract

Eine lichtemittierende Vorrichtung (10) umfasst eine Platte (11); eine erste lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) und eine zweite lichtemittierendes Element-Gruppe (12b), die auf der Platte (11) angeordnet sind; und eine Lichtemissionssteuerschaltung, die bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe (12b) durch Zuführen einer Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe (12b) Licht emittieren. Die Lichtemissionssteuerschaltung bewirkt, dass von der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe (12b) die erste lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) während eines Zeitraums, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die geringer ist als ein vorgegebener Wert, Licht emittiert. Die Lichtemissionssteuerschaltung bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe (12b) durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe (12b) während eines Zeitraums, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die größer ist als ein vorgegebener Wert, Licht emittieren. Die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe (12b) umgibt die erste lichtemittierendes Element-Gruppe (12a) auf der Platte (11).

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung, welche die lichtemittierende Vorrichtung umfasst.
  • [Stand der Technik]
  • Herkömmlich sind lichtemittierende Module (lichtemittierende Vorrichtungen) bekannt, die lichtemittierende Dioden (LEDs) umfassen, die auf Platten montiert sind. Das Patentdokument (PTL) 1 offenbart ein lichtemittierendes Modul, das eine zufriedenstellende Verteilung von Licht aufweist, das durch die lichtemittierenden Elemente emittiert wird.
  • [Dokumentenliste]
  • [Patentdokument]
    • [PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-218192
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problem]
  • Es ist eine lichtemittierende Vorrichtung bekannt, die dadurch betrieben wird, dass sie mit einer Wellenspannung (Welligkeitsspannung) versorgt wird. Wenn ein Spannungswert der zugeführten Wellenspannung zunimmt, führt eine solche lichtemittierende Vorrichtung eine Lichtemissionssteuerung zum Erhöhen der Anzahl der LEDs, die Licht emittieren, durch. Die lichtemittierende Vorrichtung flackert, da die Anzahl von LEDs, die Licht emittieren, abhängig von der Zeit variiert.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die ein Flackern vermindern können.
  • [Lösung des Problems]
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Platte; eine erste lichtemittierendes Element-Gruppe und eine zweite lichtemittierendes Element-Gruppe, die auf der Platte angeordnet sind; und eine Lichtemissionssteuerschaltung, die bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe durch Zuführen einer Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe Licht emittieren, wobei die Lichtemissionssteuerschaltung bewirkt, dass von der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe die erste lichtemittierendes Element-Gruppe durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe während eines ersten Zeitraums, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die geringer ist als ein vorgegebener Wert, der größer als 0 und kleiner als der maximale Wert der Wellenspannung ist, Licht emittiert; und bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe während eines zweiten Zeitraums, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die größer ist als der vorgegebene Wert, Licht emittieren; und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe die erste lichtemittierendes Element-Gruppe auf der Platte umgibt.
  • Eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die lichtemittierende Vorrichtung und eine Linse, die gegenüber der lichtemittierenden Vorrichtung angeordnet ist.
  • [Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung können ein Flackern vermindern.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
  • 1 ist eine perspektivische Außenansicht, die eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt.
  • 2 ist eine Draufsicht, welche die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt.
  • 3 ist eine Draufsicht, welche die Innenstruktur der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt.
  • 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die lichtemittierende Vorrichtung entlang der Linie IV-IV in der 2 zeigt.
  • 5 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Lichtemissionssteuerschaltung zeigt.
  • 6 ist ein Graph, der eine Wellenform einer Wellenspannung zum Beschreiben von Vorgängen zeigt, die durch die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 ausgeführt werden.
  • 7 ist ein Diagramm, das eine elektrische Verbindungsbeziehung zwischen LED-Chips gemäß einer Variation zeigt.
  • 8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 zeigt.
  • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 zeigt.
  • [Beschreibung einer Ausführungsform]
  • Nachstehend wird eine lichtemittierende Vorrichtung, usw., gemäß einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass jede der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen ein generisches oder spezifisches Beispiel darstellt. Die Zahlenwerte, Formen, Materialien, strukturellen Elemente, die Anordnung und Verbindung der strukturellen Elemente, usw., die in den folgenden Ausführungsformen gezeigt sind, sind lediglich Beispiele und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. Ferner sind von den strukturellen Elementen in den folgenden Ausführungsformen strukturelle Elemente, die nicht in irgendeinem der unabhängigen Ansprüche angegeben sind, die das breiteste Konzept angeben, als optionale strukturelle Elemente beschrieben.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Figuren schematische Diagramme sind und nicht notwendigerweise genaue Darstellungen sind. Ferner sind in den Figuren im Wesentlichen denselben strukturellen Elementen dieselben Bezugszeichen zugeordnet und eine überlappende Beschreibung kann weggelassen oder vereinfacht sein.
  • (Ausführungsform 1)
  • [Aufbau der lichtemittierenden Vorrichtung]
  • Zuerst wird der Aufbau einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die 1 ist eine perspektivische Außenansicht, welche die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt. Die 2 ist eine Draufsicht, welche die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt. Die 3 ist eine Draufsicht, welche die Innenstruktur der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt. Die 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die lichtemittierende Vorrichtung entlang der Linie IV-IV in der 2 zeigt. Es sollte beachtet werden, dass die 3 eine Draufsicht ist, in der das Einkapselungselement 13 in der 2 entfernt ist, so dass eine Anordnung von LED-Chips 12 gezeigt ist.
  • Wie es in der 1 bis 4 gezeigt ist, umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 eine Platte 11, LED-Chips 12, ein Einkapselungselement 13 und ein Begrenzungselement 15. Darüber hinaus umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 eine Lichtemissionssteuerschaltung, die bewirkt, dass die LED-Chips 12 Licht emittieren, und die Lichtemissionssteuerschaltung umfasst eine Vollweggleichrichterschaltung 17 und eine Steuereinrichtung 18.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 10 ist ein LED-Modul mit einer sogenannten Nacktchipmontagestruktur (COB-Struktur), in der LED-Chips 12 direkt auf der Platte 11 montiert sind. In der lichtemittierenden Vorrichtung 10 unterzieht die Vollweggleichrichterschaltung 17 die Wechselspannung, die durch eine externe Stromquelle außerhalb der lichtemittierenden Vorrichtung 10 zugeführt wird, einer Vollweggleichrichtung und wandelt die Wechselspannung in eine Wellenspannung um. Die LED-Chips 12 werden mit der Wellenspannung versorgt (diese wird angelegt). Mit anderen Worten, die LED-Chips 12, die in die lichtemittierende Vorrichtung 10 einbezogen sind, emittieren Licht durch einen pulsierenden Strom, der durch diese fließt.
  • Es sollte beachtet werden, dass die externe Stromquelle z. B. ein elektrisches Leistungssystem ist und dass die Wechselspannung, die der lichtemittierenden Vorrichtung 10 zugeführt wird, z. B. eine Sinuswellenwechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz ist. Demgemäß weist die vorstehend genannte Wellenspannung eine Wechselstromwellenform auf (eine Wellenform, die aus einer Vollweggleichrichtung einer Sinuswellenwechselspannung resultiert).
  • Die Platte 11 ist eine Montageplatte, auf der LED-Chips 12, die Vollweggleichrichterschaltung 17 und die Steuereinrichtung 18 montiert sind. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl dies nicht in der 1 bis 4 gezeigt ist, auf der Platte 11 Drähte bzw. Leitungen, usw., für ein elektrisches Verbinden der LED-Chips 12 montiert sind. Die Platte 11 ist z. B. eine Platte auf Metallbasis oder eine Keramikplatte. Darüber hinaus kann die Platte 11 eine Harzplatte sein, die ein Harz als Basismaterial umfasst.
  • Beispiele für eine Keramikplatte umfassen eine Aluminiumoxidplatte, die Aluminiumoxid umfasst, oder eine Aluminiumnitridplatte, die Aluminiumnitrid umfasst. Ferner umfassen Beispiele für eine Platte auf Metallbasis eine Aluminiumlegierungsplatte, eine Eisenlegierungsplatte oder eine Kupferlegierungsplatte, auf deren Oberfläche ein Isolierfilm ausgebildet ist. Beispiele für eine Harzplatte umfassen eine Glas-Epoxy-Platte, die Glasfasern und ein Epoxyharz umfasst.
  • Es sollte beachtet werden, dass Beispiele für die Platte 11 eine Platte mit einer starken optischen Reflexion umfassen (z. B. einer optischen Reflexion von mindestens 90%). Durch die Verwendung der Platte mit der starken optischen Reflexion als Platte 11 kann Licht, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird, von der Oberfläche der Platte 11 wegreflektiert werden. Als Ergebnis wird die Lichtabgabeeffizienz der lichtemittierenden Vorrichtung 10 verbessert. Ein Beispiel für eine solche Platte ist eine weiße Keramikplatte, die z. B. Aluminiumoxid als Basismaterial umfasst.
  • Darüber hinaus umfassen Beispiele für die Platte 11 eine transparente Platte mit einer hohen Lichtdurchlassrate. Ein Beispiel für eine solche Platte ist eine transparente Keramikplatte, die polykristallines Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid umfasst, eine transparente Glasplatte, die ein Glas umfasst, eine Kristallplatte, die einen Kristall umfasst, eine Saphirplatte, die einen Saphir umfasst, oder eine transparente Harzplatte, die ein transparentes Harzmaterial umfasst.
  • Obwohl die Platte 11 in der Ausführungsform 1 kreisförmig ist, sollte beachtet werden, dass die Platte 11 eine andere Form aufweisen kann, wie z. B. rechteckig.
  • LED-Chips 12 sind Beispiele für ein lichtemittierendes Element und es handelt sich um blaue LED-Chips, die blaues Licht emittieren. Beispiele für LED-Chips 12 umfassen Galliumnitrid-LED-Chips, die z. B. aus einem InGaN-Material hergestellt sind und deren zentrale Wellenlänge (Peakwellenlänge in dem Spektrum von emittiertem Licht) mindestens 430 nm und höchstens 470 nm beträgt.
  • Wie es in der 3 gezeigt ist, sind in der lichtemittierenden Vorrichtung 10 die LED-Chips 12 in eine erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, eine zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und eine dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c eingeteilt.
  • Die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a ist in einem Bereich auf der Platte 11 angeordnet, der die Mitte der Lichtemission (die Position einer optischen Achse) der lichtemittierenden Vorrichtung 10 umfasst. Die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a umfasst die LED-Chips 12, die von einer gestrichelten Linie umgeben sind, die durch das Bezugszeichen der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a angegeben ist.
  • Die Anzahl der LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, ist nicht speziell beschränkt. Die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a kann mindestens einen LED-Chip 12 umfassen. In einem in der 3 gezeigten Beispiel ist die Anzahl der LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, größer als sowohl die Anzahl der LED-Chips 12, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b einbezogen sind, als auch die Anzahl der LED-Chips 12, die in die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c einbezogen sind. Mit anderen Worten, die größte Anzahl ist die Anzahl der LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, die sich von allen lichtemittierendes Element-Gruppen, bei denen durch die Lichtemissionssteuerschaltung bewirkt wird, dass sie Licht emittieren, am weitesten außen befindet.
  • Die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b ist so kreisförmig (ringförmig) angeordnet, dass sie die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a auf der Platte 11 umgibt. D. h., die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b ist auf einem Randbereich (um) der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a auf der Platte 11 angeordnet. Die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b umfasst die LED-Chips 12 auf einer gestrichelten Linie, die durch das Bezugszeichen der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b angegeben ist.
  • Die Anzahl von LED-Chips 12, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b einbezogen sind, ist nicht speziell beschränkt. In dem in der 3 gezeigten Beispiel ist die Anzahl von LED-Chips 12, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b einbezogen sind, kleiner als die Anzahl von LED-Chips, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, und größer als die Anzahl von LED-Chips 12, die in die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c einbezogen sind.
  • Die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c ist so angeordnet, dass sie die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b auf der Platte 11 umgibt. D. h., die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c ist auf der Platte 11 auf einem Randbereich (um) der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b angeordnet. Die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c ist auf der Platte 11 z. B. kreisförmig (ringförmig) in einer konzentrischen Weise mit der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b angeordnet. Die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c umfasst LED-Chips 12 auf einer gestrichelten Linie, die durch das Bezugszeichen der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c angegeben ist.
  • Die Anzahl der LED-Chips 12, die in die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c einbezogen sind, ist nicht speziell beschränkt. In dem in der 3 gezeigten Beispiel ist die Anzahl der LED-Chips 12, die in die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c einbezogen sind, kleiner als sowohl die Anzahl der LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, als auch die Anzahl der LED-Chips 12, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b einbezogen sind.
  • Die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c unterscheiden sich bezüglich der Lichtemissionszeiträume, während denen die lichtemittierende Vorrichtung 10 betrieben wird. Die Vorgänge, die durch die lichtemittierende Vorrichtung 10 durchgeführt werden, werden später detailliert beschrieben.
  • Es sollte beachtet werden, dass Bonddrähte, usw., für die elektrische Verbindung der LED-Chips 12 zusätzlich zu den auf der Platte 11 angeordneten Leitungen verwendet werden können. Beispiele für ein Metallmaterial der Bonddrähte und der Leitungen umfassen Gold (Au), Silber (Ag) und Kupfer (Cu).
  • Das Begrenzungselement 15 ist auf der Platte 11 angeordnet und dient zum Blockieren des Einkapselungselements 13. Beispielsweise wird ein wärmeaushärtendes Harz oder ein thermoplastisches Harz mit einer Isoliereigenschaft als Begrenzungselement 15 verwendet. Insbesondere wird ein Silikonharz, ein Phenolharz, ein Epoxyharz, ein Bismaleimid-Triazin-Harz, ein Polyphthalamidharz (PPA-Harz) oder dergleichen als Begrenzungselement 15 verwendet.
  • Es ist bevorzugt, dass das Begrenzungselement 15 Lichtreflexionseigenschaften aufweist, so dass die Lichtabgabeeffizienz der lichtemittierenden Vorrichtung 10 verbessert wird. Folglich wird als Begrenzungselement 15 ein Harz mit einer weißen Farbe (das als weißes Harz bezeichnet wird) verwendet. Es sollte beachtet werden, dass das Begrenzungselement 15 Teilchen von TiO2, Al2O3, ZrO2, MgO und dergleichen umfassen kann, so dass die Lichtreflexionseigenschaften des Begrenzungselements 15 verbessert werden.
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung 10 ist das Begrenzungselement 15 ringförmig ausgebildet, so dass es die LED-Chips 12 (die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c) von außen umgibt. Das Einkapselungselement 13 ist in dem Bereich bereitgestellt, der durch das Begrenzungselement 15 umgeben ist. Es sollte beachtet werden, dass die Außenform des Begrenzungselements 15 aus einer rechteckigen Ringform ausgebildet sein kann.
  • Das Einkapselungselement 13 umfasst den gelben Leuchtstoff 14 (in der 4 gezeigt) und kapselt die LED-Chips 12 ein. Insbesondere kapselt das Einkapselungselement 13 die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c zusammen ein. Ein Basismaterial des Einkapselungselements 13 ist ein transparentes Harzmaterial. Als transparentes Harzmaterial wird z. B. ein Silikonharz auf Methylbasis verwendet, jedoch kann ein Epoxyharz, ein Harnstoffharz oder dergleichen verwendet werden.
  • Der gelbe Leuchtstoff 14 ist ein Beispiel für einen Leuchtstoff (Leuchtstoffteilchen) und wird durch das Licht angeregt, das durch die LEC-Chips 12 emittiert wird, so dass er gelbes Fluoreszenzlicht emittiert. Beispielsweise wird ein Leuchtstoff auf Yttrium-Aluminium-Granat(YAG)-Basis als gelber Leuchtstoff 14 verwendet.
  • Bei diesem Aufbau wird die Wellenlänge eines Teils des blauen Lichts, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird, durch den gelben Leuchtstoff 14, der in das Einkapselungselement 13 einbezogen ist, umgewandelt, so dass der Teil in gelbes Licht umgewandelt wird. Dann wird das blaue Licht, das nicht durch den gelben Leuchtstoff 14 absorbiert worden ist, und das gelbe Licht, das aus der Wellenlängenumwandlung durch den gelben Leuchtstoff 14 resultiert, innerhalb des Einkapselungselements 13 gestreut und gemischt. Folglich emittiert das Einkapselungselement 13 (die lichtemittierende Vorrichtung 10) weißes Licht.
  • Die Vollweggleichrichterschaltung 17 ist eine Diodenbrücke, die eine Wellenspannung durch Vollweggleichrichten einer Sinuswellenwechselspannung erzeugt, die durch die externe Stromquelle zugeführt wird. Die Vollweggleichrichterschaltung 17 ist in die Lichtemissionssteuerschaltung der lichtemittierenden Vorrichtung 10 einbezogen und ist außerhalb des Begrenzungselements 15 auf der Platte 11 angeordnet. Die Vollweggleichrichterschaltung 17 ist kein essentielles strukturelles Element und kann demgemäß weggelassen werden.
  • Die Steuereinrichtung 18 führt eine Lichtemissionssteuerung (Ansteuerung) der LED-Chips 12 gemäß einer Wechselstromwellenform der erzeugten Wellenspannung durch. Die Steuereinrichtung 18 steuert Schaltelemente (die später beschrieben werden), die in die Lichtemissionssteuerschaltung der lichtemittierenden Vorrichtung 10 einbezogen sind, auf der Basis der Größe der Wellenspannung. Dadurch wird die Anzahl der LED-Chips 12, die Licht emittieren, gemäß der Größe der Wechselspannung verändert. Die Steuereinrichtung 18 ist in die Lichtemissionssteuerschaltung der lichtemittierenden Vorrichtung 10 einbezogen und ist außerhalb des Begrenzungselements 15 auf der Platte 11 angeordnet. Die Steuereinrichtung 18 ist als integrierte Schaltung (IC) realisiert, kann jedoch als ein Prozessor, ein Mikrocomputer oder eine spezifische Kommunikationsschaltung realisiert werden.
  • [Aufbau der Lichtemissionssteuerschaltung]
  • Als nächstes wird der Aufbau der Lichtemissionssteuerschaltung beschrieben, die in die lichtemittierende Vorrichtung 10 einbezogen ist. Die 5 ist ein Diagramm, das den Aufbau der Lichtemissionssteuerschaltung zeigt.
  • Durch Zuführen einer Wellenspannung, die durch Gleichrichten einer Wechselspannung erzeugt worden ist, zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b bewirkt die Lichtemissionssteuerschaltung 20, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b Licht emittieren. Wie es in der 5 gezeigt ist, umfasst die Lichtemissionssteuerschaltung 20 insbesondere ein erstes Schaltelement 16a, ein zweites Schaltelement 16b, ein drittes Schaltelement 16c, eine Vollweggleichrichterschaltung 17, eine Steuereinrichtung 18 und ein Widerstandselement 19. Die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c und die externe Stromquelle 25 sind nicht in die Lichtemissionssteuerschaltung 20 einbezogen. Die Lichtemissionssteuerschaltung 20 ist auf der Platte 11 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass die Lichtemissionssteuerschaltung 20 auf einer Platte angeordnet sein kann, die von der Platte 11 verschieden ist, und die Platte sowie die Platte 11 können mittels eines Verbinders oder dergleichen elektrisch miteinander verbunden sein.
  • Die Steuereinrichtung 18 schaltet das erste Schaltelement 16a, das zweite Schaltelement 16b und das dritte Schaltelement 16c ein (Leitung, Kurzschluss) und aus (keine Leitung, offener Stromkreis). Das erste Schaltelement 16a wird zum Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a eingeschaltet. Das zweite Schaltelement 16b wird zum Zuführen der Wellenspannung zu der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b eingeschaltet. Das dritte Schaltelement 16c wird zum Zuführen der Wellenspannung zu der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c eingeschaltet.
  • Insbesondere sind das erste Schaltelement 16a, das zweite Schaltelement 16b und das dritte Schaltelement 16c jeweils ein Halbleiterschaltelement, wie z. B. ein Feldeffekttransistor (FET), jedoch kann es sich um ein Relaiselement oder dergleichen handeln. Das erste Schaltelement 16a, das zweite Schaltelement 16b und das dritte Schaltelement 16c sind auf der Platte 11 angeordnet.
  • Die Lichtemissionssteuerschaltung 20 umfasst auch Drähte bzw. Leitungen oder dergleichen zum elektrischen Verbinden des ersten Schaltelements 16a, des zweiten Schaltelements 16b, des dritten Schaltelements 16c, der Vollweggleichrichterschaltung 17 und der Steuereinrichtung 18. Die Lichtemissionssteuerschaltung 20 kann gegebenenfalls ein Widerstandselement und einen Kondensator umfassen.
  • Beispielsweise wird das Wiederstandselement 19 zum Beschränken des Stroms, der durch die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c fließt, derart verwendet, dass er kleiner als ein vorgegebener Wert oder identisch damit ist. Die Lichtemissionssteuerschaltung 20 kann anstelle des Wiederstandselements 19 z. B. eine Konstantstromschaltung umfassen, die bewirkt, dass ein Strom, der durch die LED-Chips 12 (erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c) fließt, einen nahezu konstanten Stromwert aufweist. Es sollte beachtet werden, dass die Lichtemissionssteuerschaltung 20 keinen Glättungskondensator umfasst, der die Wellenspannung glättet.
  • Zuerst ist im Folgenden eine elektrische Verbindungsbeziehung zwischen LED-Chips 12 in jeder der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c beschrieben.
  • Die LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, sind in Reihe verbunden. Entsprechend sind die LED-Chips 12, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b einbezogen sind, in Reihe verbunden, und die LED-Chips 12, die in die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c einbezogen sind, sind in Reihe verbunden. Die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c sind in Reihe verbunden.
  • Nachstehend ist als nächstes eine elektrische Verbindungsbeziehung zwischen der Lichtemissionssteuerschaltung 20, der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c beschrieben.
  • Die Vollweggleichrichterschaltung 17 weist einen Ausgangsanschluss 17a auf, der elektrisch mit dem Anodenanschluss der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a verbunden ist.
  • Die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a weist einen Kathodenanschluss auf, der elektrisch mit dem Anodenanschluss der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und einem Ende des ersten Schaltelements 16a verbunden ist.
  • Die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b weist einen Kathodenanschluss auf, der elektrisch mit dem Anodenanschluss der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c und einem Ende des zweiten Schaltelements 16b verbunden ist.
  • Die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c weist einen Kathodenanschluss auf, der elektrisch mit einem Ende des dritten Schaltelements 16c verbunden ist.
  • Die Vollweggleichrichterschaltung 17 weist einen Ausgangsanschluss 17b auf, der elektrisch mit einem weiteren Ende des ersten Schaltelements 16a und einem weiteren Ende des zweiten Schaltelements 16b verbunden ist.
  • [Betrieb der lichtemittierenden Vorrichtung]
  • Als nächstes werden Vorgänge, die durch die lichtemittierende Vorrichtung 10 ausgeführt werden, beschrieben. Die 6 ist ein Graph, der eine Wellenform einer Wellenspannung zeigt, um Vorgänge zu beschreiben, die durch die lichtemittierende Vorrichtung 10 ausgeführt werden.
  • Wenn die lichtemittierende Vorrichtung 10 in Betrieb ist, erhöht die Steuereinrichtung 18 die Anzahl der LED-Chips 12, die Licht emittieren, da ein momentaner Wert der Wellenspannung zunimmt. Die Steuereinrichtung 18 schaltet das erste Schaltelement 16a, das zweite Schaltelement 16b und das dritte Schaltelement 16c in der angegebenen Reihenfolge während eines Zeitraums ein, in dem der momentane Wert der Wellenspannung zunimmt. Anschließend schaltet die Steuereinrichtung 18 das dritte Schaltelement 16c, das zweite Schaltelement 16b und das erste Schaltelement 16a in der angegebenen Reihenfolge während eines Zeitraums aus, in dem der momentane Wert der Wellenspannung abnimmt. Dieser Vorgang wird für jeden Zyklus der Wellenspannung wiederholt (Halbzyklus der Wechselspannung, die durch die externe Stromquelle 25 zugeführt wird).
  • Beispielsweise schaltet die Steuereinrichtung 18, wie es in der 6 gezeigt ist, alle des ersten Schaltelements 16a, des zweiten Schaltelements 16b und des dritten Schaltelements 16c während des Zeitraums T4 aus. Der Zeitraum T4 ist ein Zeitraum, in dem die Wellenspannung mindestens 0 und höchstens V1 beträgt. Keine der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c emittiert während des Zeitraums T4 Licht. Demgemäß ist die lichtemittierende Vorrichtung 10 ausgeschaltet.
  • Darüber hinaus schaltet während des Zeitraums T1 nach dem Zeitraum T4 die Steuereinrichtung 18 von dem ersten Schaltelement 16a, dem zweiten Schaltelement 16b und dem dritten Schaltelement 16c nur das erste Schaltelement 16a ein und schaltet das zweite Schaltelement 16b und das dritte Schaltelement 16c aus. Der Zeitraum T1 ist ein Zeitraum, in dem die Wellenspannung größer als V1 ist und höchstens V2 beträgt. Der Zeitraum T1 ist ein Beispiel für einen ersten Zeitraum, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die geringer ist als ein vorgegebener Wert. Eine Wellenspannung mit dem vorgegebenen Wert ist eine Spannung (z. B. V1, V2 oder V3), die größer als 0 V und kleiner als eine maximale Spannung Vmax in der Zyklusvariation der Wellenspannung ist. Es sollte beachtet werden, dass in der 6 die Schreibweise 0 < V1 < V2 < V3 < Vmax gezeigt ist. Während des Zeitraums T1 emittiert die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a Licht und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c emittieren kein Licht.
  • Darüber hinaus schaltet während des Zeitraums T2 nach dem Zeitraum T1 die Steuereinrichtung 18 von dem ersten Schaltelement 16a, dem zweiten Schaltelement 16b und dem dritten Schaltelement 16c nur das zweite Schaltelement 16b ein und schaltet das erste Schaltelement 16a und das dritte Schaltelement 16c aus. Der Zeitraum T2 ist ein Zeitraum, in dem die Wellenspannung größer als V2 ist und höchstens V3 beträgt. Der Zeitraum T2 ist ein Beispiel für einen zweiten Zeitraum, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die größer ist als der vorgegebene Wert. Während des Zeitraums T2 emittieren die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b Licht und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c emittiert kein Licht.
  • Darüber hinaus schaltet während des Zeitraums T3 nach dem Zeitraum T2 die Steuereinrichtung 18 von dem ersten Schaltelement 16a, dem zweiten Schaltelement 16b und dem dritten Schaltelement 16c nur das dritte Schaltelement 16c ein und schaltet das erste Schaltelement 16a und das zweite Schaltelement 16b aus. Der Zeitraum T3 ist ein Zeitraum, in dem die Wellenspannung größer als V3 ist. Während des Zeitraums T3 emittieren alle der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c Licht.
  • Wie es vorstehend angegeben ist, erhöht die Lichtemissionssteuerschaltung 20 die Anzahl von LED-Chips 12, die Licht emittieren, während eines Zeitraums, in dem die Größe der Wellenspannung größer ist. Eine solche Steuerung durch die Lichtemissionssteuerschaltung 20 (Steuereinrichtung 18) ermöglicht die Verbesserung der Lichtemissionseffizienz. Es sollte beachtet werden, dass in der lichtemittierenden Vorrichtung 10, obwohl die LED-Chips 12 in die drei lichtemittierendes Element-Gruppen eingeteilt sind, die LED-Chips 12 in mindestens zwei lichtemittierendes Element-Gruppen eingeteilt werden können. Ferner können die LED-Chips 12 fein in mindestens vier lichtemittierendes Element-Gruppen eingeteilt werden. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Lichtemissionseffizienz.
  • Darüber hinaus weist dann, wenn die lichtemittierende Vorrichtung 10 in Betrieb ist, die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a den längsten Lichtemissionszeitraum auf, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b weist den zweitlängsten Lichtemissionszeitraum auf und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c weist den kürzesten Lichtemissionszeitraum auf.
  • [Vorteilhafte Effekte, usw.]
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung 10, die dadurch betrieben wird, dass sie mit einer Wellenspannung versorgt wird, variiert die Anzahl von LED-Chips 12, die Licht emittieren, während des Betriebs, und folglich ist das Vermindern eines Flackerns problematisch. Im Hinblick darauf umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10: eine Platte 11; eine erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und eine zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b; und eine Lichtemissionssteuerschaltung 20, die bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b durch Zuführen einer Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b Licht emittieren. Die Lichtemissionssteuerschaltung 20 bewirkt, dass von der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a während eines Zeitraums T1, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die geringer ist als ein vorgegebener Wert, der größer als 0 und kleiner als der maximale Wert der Wellenspannung ist, Licht emittiert. Die Lichtemissionssteuerschaltung 20 bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b während eines Zeitraums T2, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die größer ist als der vorgegebene Wert, Licht emittieren. Die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b umgibt die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a auf der Platte 11. Der Zeitraum T1 ist ein Beispiel für den ersten Zeitraum und der Zeitraum T2 ist ein Beispiel für den zweiten Zeitraum.
  • Dadurch ist die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, deren Lichtemissionszeitraum während des Betriebs der lichtemittierenden Vorrichtung 10 länger ist als der Lichtemissionszeitraum der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b, näher an der Mitte der Platte 11 angeordnet als die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12. Da der Lichtemissionszeitraum der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die näher an der Mitte liegt und durch einen Anwender leicht erkennbar ist, lang ist, ermöglicht die lichtemittierende Vorrichtung 10 die Verminderung eines Flackerns. Mit anderen Worten, das Flackern kann weniger auffällig gemacht werden.
  • Darüber hinaus kann die Lichtemissionssteuerschaltung 20 auf der Platte 11 angeordnet sein.
  • Da die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die Lichtemissionssteuerschaltung 20 auf einer einzelnen Platte 11 angeordnet sind, kann die lichtemittierende Vorrichtung 10 verglichen mit einem Fall, bei dem die Lichtemissionssteuerschaltung 20 auf einer weiteren Platte angeordnet ist, weiter verkleinert werden.
  • Darüber hinaus kann die Lichtemissionssteuerschaltung 20 umfassen: ein erstes Schaltelement 16a, das zum Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a eingeschaltet wird; und ein zweites Schaltelement 16b, das zum Zuführen der Wellenspannung zu der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b eingeschaltet wird.
  • Dadurch ermöglicht die Lichtemissionssteuerschaltung 20 das Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b durch Steuern des ersten Schaltelements 16a und des zweites Schaltelements 16b.
  • Darüber hinaus kann die Lichtemissionssteuerschaltung 20 die Vollweggleichrichterschaltung 17 umfassen, die eine Wechselspannung zum Erzeugen der Wellenspannung vollweggleichrichtet. Die Vollweggleichrichterschaltung 17 weist einen Ausgangsanschluss 17a auf, der elektrisch mit einem Anodenanschluss der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a verbunden sein kann, und die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a weist einen Kathodenanschluss auf, der elektrisch mit einem Anodenanschluss der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und einem Ende des ersten Schaltelements 16a verbunden sein kann. Die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b weist einen Kathodenanschluss auf, der elektrisch mit einem Ende des zweiten Schaltelements 16b verbunden sein kann, und die Vollweggleichrichterschaltung 17 weist einen weiteren Ausgangsanschluss 17b auf, der elektrisch mit einem weiteren Ende des ersten Schaltelements 16a und einem weiteren Ende des zweiten Schaltelements 16b verbunden sein kann.
  • Da die Lichtemissionssteuerschaltung 20 einen Aufbau aufweist, wie er in der 5 gezeigt ist, kann die Wellenspannung der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b zugeführt werden.
  • Darüber hinaus kann die Lichtemissionssteuerschaltung 20 die Steuereinrichtung 18 umfassen, die von dem ersten Schaltelement 16a und dem zweiten Schaltelement 16b das erste Schaltelement 16a während des Zeitraums T1 einschaltet und von dem ersten Schaltelement 16a und dem zweiten Schaltelement 16b das zweite Schaltelement 16b während des Zeitraums T2 einschaltet.
  • Dadurch ermöglicht die Steuereinrichtung 18, dass bewirkt wird, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a Licht während des Zeitraums T1 emittiert, und dass bewirkt wird, dass die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b Licht während des Zeitraums T2 emittiert.
  • Darüber hinaus kann die lichtemittierende Vorrichtung 10 ferner ein Einkapselungselement umfassen, das die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b zusammen einkapselt.
  • Dadurch kann die lichtemittierende Vorrichtung 10 als lichtemittierende Vorrichtung mit einer COB-Struktur realisiert werden. Im Allgemeinen sind die LED-Chips 12 kleiner als Oberflächenmontagevorrichtung(SMD)-LED-Elemente, welche die LED-Chips 12 umfassen. Als Folge davon ermöglicht die lichtemittierende Vorrichtung 10 mit der COB-Struktur verglichen mit einer lichtemittierenden Vorrichtung mit einer SMD-Struktur, bei der die SMD-LED-Elemente anstelle der LED-Chips 12 angeordnet sind, die weitere Verminderung eines Lichtemissionsbereichs. Aus diesem Grund ermöglicht die lichtemittierende Vorrichtung 10 mit der COB-Struktur eine einfache Lichtverteilungssteuerung unter Verwendung einer optischen Komponente, wie z. B. einer Linse.
  • Darüber hinaus kann die Anzahl von LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, größer als die Anzahl von LED-Chips 12 sein, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b einbezogen sind.
  • Da ein Lichtemissionsbereich, der einen langen Lichtemissionszeitraum aufweist und breit ist, an einem Abschnitt nahe an der Mitte ausgebildet ist, der durch den Anwender der lichtemittierenden Vorrichtung 10 leicht erkennbar ist, kann dadurch das Flackern vermindert werden.
  • Ferner kann die Anzahl von LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, kleiner als die Anzahl von LED-Chips 12 sein, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b einbezogen sind.
  • Die Größe der Wellenspannung, die erforderlich ist, um zu bewirken, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a Licht emittiert, wird geringer, wenn die Anzahl von LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, kleiner ist. Folglich kann, da bewirkt werden kann, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a früh mit dem Emittieren von Licht beginnt, der Zeitraum T4 verkürzt werden, in dem die lichtemittierende Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist. Demgemäß kann das Flackern durch Verkürzen des Zeitraums T4, in dem die lichtemittierende Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist, vermindert werden.
  • [Variationen]
  • Die elektrische Verbindungsbeziehung zwischen den LED-Chips 12 in jeder der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c, die in der Ausführungsform 1 beschrieben ist, ist lediglich ein Beispiel. Beispielsweise können einige der LED-Chips 12 in jeder der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c parallel verbunden sein.
  • Beispielsweise kann, wie es in der 7 gezeigt ist, die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a LED-Chips 12 umfassen, die parallel verbunden sind. Insbesondere können die LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, in zwei Gruppen eingeteilt werden, die jeweils LED-Chips 12 umfassen, die in Reihe verbunden sind, und die zwei Gruppen können parallel verbunden sein. Die 7 ist ein Diagramm, das eine elektrische Verbindungsbeziehung zwischen den LED-Chips 12 gemäß einer Variation zeigt.
  • Ein solcher Aufbau ermöglicht es, dass viele LED-Chips 12 Licht mit einer relativ niedrigen Wellenspannung emittieren, und ist folglich geeignet, wenn gewünscht ist, dass die Anzahl der LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, größer ist als diejenige der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und der dritten lichtemittierendes Element-Gruppe 12c.
  • Darüber hinaus wird ein Strom, der durch einen LED-Chip 12 fließt, durch paralleles Verbinden von einigen der LED-Chips 12, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a einbezogen sind, vermindert und folglich kann der Anstieg der Temperatur der LED-Chips 12 gehemmt werden. Als Ergebnis kann die Lichtemissionseffizienz der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a (lichtemittierende Vorrichtung 10) verbessert werden.
  • (Ausführungsform 2)
  • In der Ausführungsform 2 wird eine Beleuchtungsvorrichtung beschrieben, welche die lichtemittierende Vorrichtung 10 umfasst. Die 8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 zeigt. Die 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 zeigt.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 100, die in der 8 und der 9 gezeigt ist, ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die z. B. als Punktstrahler oder als Deckenstrahler verwendet wird. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 umfasst eine lichtemittierende Vorrichtung 10, eine Linse 30 und ein Gehäuse 40 (erstes Gehäuses 41 und zweites Gehäuse 42).
  • Es sollte beachtet werden, dass die 8 und die 9 auch eine Lampenachse J (nachstehend einfach als Achse J) der Beleuchtungsvorrichtung 100 zeigen. Die Achse J ist die Mittelachse der Beleuchtungsvorrichtung 100 und fällt mit der optischen Achse der lichtemittierenden Vorrichtung 10 und der optischen Achse der Linse 30 zusammen.
  • Darüber hinaus ist in der Ausführungsform 2 eine Z-Achsenrichtung z. B. die vertikale Richtung und eine positive Z-Achsenseite wird als Lichtemissionsseite bezeichnet. Darüber hinaus wird eine negative Z-Achsenseite als eine Einbauoberflächenseite bezeichnet. Ferner sind eine X-Achsenrichtung und eine Y-Achsenrichtung auf einer Ebene (einer horizontalen Ebene) senkrecht zur Z-Achsenrichtung orthogonal zueinander. Im Folgenden sind strukturelle Elemente, die von der lichtemittierenden Vorrichtung 10, die in die Beleuchtungsvorrichtung 100 einbezogen ist, verschieden sind, beschrieben. Eine Beschreibung der lichtemittierenden Vorrichtung 10 überlappt diejenige in der Ausführungsform 1 und wird demgemäß weggelassen.
  • Die Linse 30 ist ein optisches Element zum Bereitstellen einer vorgegebenen (gestalteten) Lichtverteilungseigenschaft für die Beleuchtungsvorrichtung 100 und ist gegenüber der Lichtemissionssseite der Beleuchtungsvorrichtung 10 angeordnet. Insbesondere ist die Linse 30 so angeordnet, dass eine Eintrittsoberfläche der Linse 30 gegenüber der lichtemittierenden Vorrichtung 10 vorliegt und Licht sammelt, das auf die Eintrittsoberfläche fällt, und das Licht von einer Austrittsoberfläche der Linse 30 emittiert. Die Linse 30 ist so angeordnet, dass die optische Achse der Linse 30 mit der optischen Achse des Lichtemitters 22 zusammenfällt.
  • Die Draufsichtform (die Form betrachtet von der Richtung der Achse J) der Linse 30 ist eine runde Form, deren Durchmesser größer ist als derjenige der lichtemittierenden Vorrichtung 10. Wenn die lichtemittierende Vorrichtung 10 von der Richtung der Achse J her betrachtet wird, ist diese mit der Linse 30 bedeckt.
  • Die Linse 30 ist an dem zweiten Gehäuse 42 angebracht, so dass sie von der Innenseite her die Lichtaustrittsöffnung 44 (eine Hauptöffnung) blockiert, die in dem zweiten Gehäuse 41 ausgebildet ist. Die Linse 30 ist z. B. aus einem transparenten Harzmaterial (einem lichtdurchlässigen Harzmaterial), wie z. B. PMMA (Acryl) und Polycarbonat, hergestellt, kann jedoch aus einem transparenten Material, wie z. B. einem Glasmaterial, hergestellt sein.
  • Das Gehäuse 40 nimmt die lichtemittierende Vorrichtung 10 und die Linse 30 auf und umfasst das erste Gehäuse 41 und das zweite Gehäuse 42.
  • Das erste Gehäuse 41 ist ein Abschnitt des Gehäuses 40, der sich auf der Einbauoberflächenseite befindet und als Montagebasis dient, auf der die lichtemittierende Vorrichtung 10 montiert ist. Das erste Gehäuse 41 weist im Wesentlichen eine Kegelstumpfform auf, deren Durchmesser von der Seite der Einbauoberfläche in der Richtung der Lichtemissionsseite allmählich zunimmt. Das erste Gehäuse 41 weist eine Montageoberfläche 43 auf, mit der die Rückfläche (eine Oberfläche, auf der die LED-Chips 12 nicht montiert sind) der lichtemittierenden Vorrichtung 10 in einem Oberflächenkontakt ist.
  • Darüber hinaus dient das erste Gehäuse 41 als Kühlkörper, der Wärme ableitet, die durch die lichtemittierende Vorrichtung 10 erzeugt worden ist. Das erste Gehäuse 41 ist z. B. aus einem Metallmaterial hergestellt, wie z. B. einem Aluminiumdruckgussmetall, kann jedoch aus einem anderen Material hergestellt sein. Es sollte beachtet werden, dass ein Wärmeableitungselement (eine Thermofolie, ein Thermofett oder dergleichen) zwischen der Montageoberfläche 43 und der lichtemittierenden Vorrichtung 10 angeordnet sein kann.
  • Das zweite Gehäuse 42 ist ein Abschnitt des Gehäuses 40 auf der Lichtemissionsseite und die Lichtemissionsöffnung 44 ist in dem zweiten Gehäuse 42 ausgebildet. Das zweite Gehäuse 42 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, deren Innendurchmesser von der Seite der Einbauoberfläche in der Richtung der Lichtemissionsseite allmählich abnimmt. Das zweite Gehäuse 42 ist z. B. aus einem Metallmaterial hergestellt, wie z. B. einem Aluminiumdruckgussmetall, kann jedoch aus einem anderen Material hergestellt sein.
  • Es sollte beachtet werden, dass, obwohl dies nicht gezeigt ist, ein Draht, der von der externen Stromquelle 25 herausführt, elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung 10 verbunden ist, die in dem Gehäuse 40 aufgenommen ist. Dieser Draht wird z. B. mittels einer Öffnung, die in dem zweiten Gehäuse 42 ausgebildet ist, in das Gehäuse 40 eingesetzt.
  • [Vorteilhafte Effekte, usw., der Ausführungsform 2]
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 100 die lichtemittierende Vorrichtung 10 und die Linse 30, die gegenüber der lichtemittierenden Vorrichtung 10 angeordnet ist.
  • Wenn die Linse 30 in der vorstehend beschriebenen Weise gegenüber der lichtemittierenden Vorrichtung 10 angeordnet ist, wird die Mitte eines Lichtemissionsbereichs (eines Bereichs, in dem das Einkapselungselement 13 angeordnet ist) der lichtemittierenden Vorrichtung 10 häufig als Referenz bei der optischen Gestaltung der Linse 30 und dergleichen verwendet. In diesem Fall erhöht sich der Einfluss von Licht in der Mitte der lichtemittierenden Vorrichtung 10 auf eine bestrahlte Oberfläche, auf welche die Beleuchtungsvorrichtung 100 Licht emittiert.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist in der lichtemittierenden Vorrichtung 10 die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, deren Lichtemissionszeitraum länger ist als der Lichtemissionszeitraum der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe 12b, näher an der Mitte des Lichtemissionsbereichs (der Mitte der Platte 11) angeordnet als die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b. Dadurch ist die erste lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, die einen langen Emissionszeitraum aufweist, an einer Position nahe an der Mitte des Lichtemissionsbereichs angeordnet, in dem der Einfluss auf die bestrahlte Oberfläche zunimmt, und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe 12b und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe 12c, deren Lichtemissionszeitraum kürzer ist als der Lichtemissionszeitraum der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe 12a, sind nahe an dem Randbereich des Lichtemissionsbereichs angeordnet, in dem der Einfluss auf die bestrahlte Oberfläche abnimmt. Als Ergebnis wird das Flackern vermindert.
  • Obwohl die Beleuchtungsvorrichtung 100 als Deckenstrahler oder als Punktstrahler beschrieben worden ist, sollte beachtet werden, dass die Beleuchtungsvorrichtung 100 eine andere Beleuchtungsvorrichtung, wie z. B. eine Straßenleuchte, sein kann. Mit anderen Worten, eine Beleuchtungsvorrichtung, welche die lichtemittierende Vorrichtung 10 umfasst, ist nicht speziell beschränkt.
  • (Weitere Ausführungsformen)
  • Obwohl die lichtemittierende Vorrichtung und die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorstehend genannten Ausführungsformen vorstehend beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt.
  • Beispielsweise ist der Schaltungsaufbau der Lichtemissionssteuerschaltung, die in den vorstehend genannten Ausführungsformen beschrieben ist, lediglich ein Beispiel. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Lichtemissionssteuerschaltung, welche die charakteristischen Funktionen der vorliegenden Erfindung wie der vorstehend genannte Schaltungsaufbau ausführen kann. Die Lichtemissionssteuerschaltung kann z. B. ein Schaltelement umfassen, das zwischen lichtemittierendes Element-Gruppen, die in Reihe verbunden sind, angeordnet ist.
  • Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung z. B. auch einen Schaltungsaufbau, in dem Elemente, wie z. B. ein Schaltelement (Transistor), ein Widerstandselement und ein kapazitives Element, in Reihe oder parallel in einem Ausmaß mit einem Element verbunden sind, dass der Schaltungsaufbau Funktionen ermöglicht, die denjenigen des vorstehenden Schaltungsaufbaus ähnlich sind. Insbesondere ist die „Verbindung” in den vorstehend genannten Ausführungsformen nicht auf die direkte Verbindung von zwei Anschlüssen (Knoten) beschränkt, sondern umfasst die Verbindung der zwei Anschlüsse (Knoten) mittels eines Elements in dem Ausmaß, dass die Verbindung einen Schaltungsaufbau erreicht, der die entsprechenden Funktionen ermöglicht.
  • Obwohl der lichtemittierende Bereich (der Bereich, in dem das Einkapselungselement angeordnet ist) der lichtemittierenden Vorrichtung in den vorstehend genannten Ausführungsformen eine runde Form aufweist, kann der lichtemittierende Bereich darüber hinaus eine rechteckige Form aufweisen. Darüber hinaus können die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe und die dritte lichtemittierendes Element-Gruppe in einer rechteckigen Ringform angeordnet sein.
  • Darüber hinaus kann, obwohl die lichtemittierende Vorrichtung mit der COB-Struktur in den vorstehend genannten Ausführungsformen beschrieben worden ist, die vorliegende Erfindung auch auf eine lichtemittierende Vorrichtung mit einer SMD-Struktur angewandt werden. Die lichtemittierende Vorrichtung mit einer SMD-Struktur umfasst z. B. als lichtemittierendes Element ein lichtemittierendes SMD-Element, das ein Harzgehäuse mit einem konkaven Abschnitt, einen LED-Chip, der innerhalb des konkaven Abschnitts montiert ist, und ein Einkapselungselement (Leuchtstoff-enthaltendes Harz), welches das Innere des konkaven Abschnitts füllt, umfasst.
  • Darüber hinaus ist, obwohl die lichtemittierende Vorrichtung unter Verwendung einer Kombination aus den LED-Chips, die blaues Licht emittieren, und dem gelben Leuchtstoff in den vorstehend genannten Ausführungsformen weißes Licht emittiert, der Aufbau zum Emittieren von weißem Licht nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Leuchtstoff-enthaltendes Harz, das einen roten Leuchtstoff und einen grünen Leuchtstoff umfasst, mit einem LED-Chip kombiniert werden, der blaues Licht emittiert. Alternativ kann ein LED-Chip, der violettes Licht oder ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge emittiert, die kürzer ist als diejenige von blauem Licht, das durch den LED-Chip emittiert wird, mit einem blauen Leuchtstoff, einem grünen Leuchtstoff und einem roten Leuchtstoff kombiniert werden, die als Ergebnis des Anregens durch violettes Licht oder ultraviolettes Licht blaues Licht, rotes Licht bzw. grünes Licht emittieren. Mit anderen Worten, der LED-Chip kann violettes Licht oder ultraviolettes Licht emittieren.
  • Darüber hinaus sind die LED-Chips in den vorstehend genannten Ausführungsformen beispielhaft als die lichtemittierenden Elemente genannt, die in die lichtemittierende Vorrichtung einbezogen sind. Als die lichtemittierenden Elemente können jedoch lichtemittierende Halbleiterelemente, wie z. B. Halbleiterlaser oder lichtemittierende Festkörperelemente, wie z. B. organische Elektrolumineszenzelemente (EL-Elemente) oder anorganische EL-Elemente, verwendet werden.
  • Darüber hinaus können in die lichtemittierende Vorrichtung lichtemittierende Elemente von zwei oder mehr Typen mit unterschiedlicher Lichtemissionsfarbe einbezogen werden. Beispielsweise kann die lichtemittierende Vorrichtung zusätzlich zu LED-Chips, die blaues Licht oder violettes Licht emittieren, LED-Chips umfassen, die rotes Licht emittieren, um die Farbwiedergabeeigenschaften oder dergleichen zu verbessern.
  • Formen, die durch verschiedene Modifizierungen der beispielhaften Ausführungsform erhalten werden, die von einem Fachmann ausgeführt werden können, sowie Formen, die durch beliebiges Kombinieren von strukturellen Komponenten und Funktionen in der beispielhaften Ausführungsform realisiert werden, die innerhalb des Umfangs des Wesentlichen der vorliegenden Erfindung liegen, sind von der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Lichtemittierende Vorrichtung
    11
    Platte
    12
    LED-Chips (lichtemittierende Elemente)
    12a
    Erste lichtemittierendes Element-Gruppe
    12b
    Zweite lichtemittierendes Element-Gruppe
    13
    Einkapselungselement
    16a
    Erstes Schaltelement
    16b
    Zweites Schaltelement
    17
    Vollweggleichrichterschaltung
    18
    Steuereinrichtung
    20
    Lichtemissionssteuerschaltung
    25
    Externe Stromquelle
    30
    Linse
    100
    Beleuchtungsvorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009-218192 [0003]

Claims (9)

  1. Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: eine Platte; eine erste lichtemittierendes Element-Gruppe und eine zweite lichtemittierendes Element-Gruppe, die auf der Platte angeordnet sind; und eine Lichtemissionssteuerschaltung, die bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe durch Zuführen einer Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe Licht emittieren, wobei die Lichtemissionssteuerschaltung bewirkt, dass von der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe die erste lichtemittierendes Element-Gruppe durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe während eines ersten Zeitraums, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die geringer ist als ein vorgegebener Wert, der größer als 0 und kleiner als der maximale Wert der Wellenspannung ist, Licht emittiert; und bewirkt, dass die erste lichtemittierendes Element-Gruppe und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe durch Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe und der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe während eines zweiten Zeitraums, in dem die Wellenspannung eine Größe aufweist, die größer ist als der vorgegebene Wert, Licht emittieren; und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe die erste lichtemittierendes Element-Gruppe auf der Platte umgibt.
  2. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtemissionssteuerschaltung auf der Platte angeordnet ist.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Lichtemissionssteuerschaltung umfasst: ein erstes Schaltelement, das zum Zuführen der Wellenspannung zu der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe eingeschaltet wird; und ein zweites Schaltelement, das zum Zuführen der Wellenspannung zu der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe eingeschaltet wird.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Lichtemissionssteuerschaltung eine Vollweggleichrichterschaltung umfasst, die eine Wechselspannung zum Erzeugen der Wellenspannung vollweggleichrichtet, die Vollweggleichrichterschaltung einen Ausgangsanschluss aufweist, der elektrisch mit einem Anodenanschluss der ersten lichtemittierendes Element-Gruppe verbunden ist, die erste lichtemittierendes Element-Gruppe einen Kathodenanschluss aufweist, der elektrisch mit einem Anodenanschluss der zweiten lichtemittierendes Element-Gruppe und einem Ende des ersten Schaltelements verbunden ist, die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe einen Kathodenanschluss aufweist, der elektrisch mit einem Ende des zweiten Schaltelements verbunden ist, und die Vollweggleichrichterschaltung einen weiteren Ausgangsanschluss aufweist, der elektrisch mit einem weiteren Ende des ersten Schaltelements und einem weiteren Ende des zweiten Schaltelements verbunden ist.
  5. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Lichtemissionssteuerschaltung eine Steuereinrichtung umfasst, die von dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement das erste Schaltelement während des ersten Zeitraums einschaltet und von dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement das zweite Schaltelement während des zweiten Zeitraums einschaltet.
  6. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner ein Einkapselungselement umfasst, das die erste lichtemittierendes Element-Gruppe und die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe zusammen einkapselt.
  7. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Anzahl von lichtemittierenden Elementen, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe einbezogen sind, größer ist als die Anzahl von lichtemittierenden Elementen, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe einbezogen sind.
  8. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Anzahl von lichtemittierenden Elementen, die in die erste lichtemittierendes Element-Gruppe einbezogen sind, kleiner ist als die Anzahl von lichtemittierenden Elementen, die in die zweite lichtemittierendes Element-Gruppe einbezogen sind.
  9. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: die lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und eine Linse, die gegenüber der lichtemittierenden Vorrichtung angeordnet ist.
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