JP2004233568A

JP2004233568A - Light emitting diode illuminator and beacon light system

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Publication number: JP2004233568A
Application number: JP2003020890A
Authority: JP
Inventors: Junji Hasegawa; 潤治長谷川; Katsuyuki Ide; 勝幸井手; Yasushi Ishida; 康史石田; Atsuya Murata; 淳哉村田; Shingo Shinno; 真吾新野
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode (LED) illuminator which can flicker and dim out LEDs by two lines of wiring and can reduce the variation in the light emission quantity and chromaticity between a plurality of the LEDs and a beacon light system using the same. <P>SOLUTION: The LED illuminator comprises the LEDs 1, a constant current driver 31 for driving the LEDs 1, and a driving power source DS for impressing a driving voltage to a series circuit of the LEDs 1 and the driver 31. The illuminator is so constituted that the LEDs 1 are turned on and off by the on and off of the driving voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード照明装置およびこれを用いた標識灯システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオードをＰＷＭ制御することにより、その明るさを変化させることは従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１においては、発光ダイオードをＰＷＭ制御するために、発光ダイオードと電源との間にスイッチング素子を介在させ、スイッチング素子をオン、オフさせてＰＷＭ制御を行うように構成されている。
【０００３】
また、発光ダイオードモジュールを標識灯の内部に収納し、標識灯の外部からパルス幅変調した電源電圧を印加して発光ダイオードモジュールを点灯させることも知られている（特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２４６８５号公報
【特許文献２】特開２００２−４９９９２号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１においては、ＰＷＭ制御を行なうために、スイッチング素子を制御する信号線が必要であり、したがって一対の電源線に加えて信号線の３芯ケーブルが必要になる。
【０００５】
また、特許文献２におけるように、２芯ケーブルを用いて複数の発光ダイオードをＰＷＭ制御することができるが、複数の発光ダイオードにおける順方向電圧のばらつきのために、発光量および色度のばらつきが顕著になり照明の品質が低下する。
【０００６】
さらに、発光ダイオードを定電流ドライバにより駆動し、定電流ドライバに制御パルス信号を入力すれば、発光ダイオードをＰＷＭ制御することもできるが、やはり３芯ケーブルが必要になる。
【０００７】
本発明は、２線の配線によって発光ダイオードを点滅および調光点灯させることが可能であるとともに、複数の発光ダイオードの間における発光量および色度のばらつきが少ない発光ダイオード照明装置およびこれを用いた標識灯システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の発光ダイオード照明装置は、発光ダイオードと；発光ダイオードを駆動する定電流ドライバと；発光ダイオードおよび定電流ドライバの直列回路に駆動電圧を印加する駆動電源と；を具備し、駆動電圧のオン、オフにより発光ダイオードをオン、オフさせるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１０】
＜発光ダイオードについて＞発光ダイオードは、その発光色が要求される色度に応じて適宜選定することができる。発光ダイオード単体で所要の発光色が得られないとき、または所望により、複数色の発光を加色混光して所望の発光色を得るように構成することができる。例えば、白色光を得るには、ＲＧＢ３色発光の発光ダイオードを用いて、これらを同時にまたは時分割的に点灯すればよい。なお、後者の場合、時分割点灯であっても、人の眼の残像効果により白色光として感じることができる。しかし、単体で白色光を発光する発光ダイオード用いたり、または補色関係にある２色発光の２種類の発光ダイオードを用いて白色発光を得るようにした発光ダイオードを用いたりすることもできる。
【００１１】
また、本発明において、発光ダイオードは、その複数を用いて発光ダイオードモジュールを構成して、それらを同時に点灯する場合に好適である。さらに、複数種の発光色の発光ダイオードを用いるとともに、発光色ごとに後述する定電流ドライバに接続すれば、発光色ごとに選択的に点灯することができるので、多色の発光を切り換え可能に発生することもできる。
【００１２】
さらに、発光ダイオードは、砲弾形、表面実装形、集積形など多様な形態のものを用いることができる。なお、本発明において、「砲弾形」とは、プラスチックスレンズの内部に発光ダイオードチップを封入し、背面からリードワイヤが延在する構成である。「表面実装形」とは、延在するリードワイヤに代えて表面実装用の端子が背面およびまたは側面に形成されている。「集積形」とは、複数の発光ダイオードチップが単一の基板に配列されている構成である。
【００１３】
＜定電流ドライバについて＞定電流ドライバは、発光ダイオードを定電流駆動することのできる回路で、集積回路などにより一体化して構成することができる。また、定電流ドライバは、一般に一対の入力電源端子と、クロック信号端子、ラッチ端子、イネーブル端子およびＳ−ＩＮ端子の入力信号端子と、Ｒ−ＥＸＴ端子と、複数の定電流出力端子とを備えている。そして、定電流出力端子に発光ダイオードを接続し、発光ダイオードおよび定電流ドライバの直列回路に駆動電圧を印加して発光ダイオードに定電流を流して点灯する。なお、上記の各制御端子には、それぞれ所要の制御信号を印加する。制御信号は、制御回路を用いることにより形成することができる。また、Ｒ−ＥＸＴ端子には、外付けの抵抗器を接続することにより、定電流の波高値を所望に設定することができる。
【００１４】
また、定電流ドライバは、発光ダイオードを定電流駆動するのに加えて、発光ダイオードを所定の繰返し周期でパルス点灯させることができる。このため、発光ダイオードの発光効率を直流点灯のときより高くすることができる。
【００１５】
＜駆動電源について＞駆動電源は、定電流ドライバおよび発光ダイオードの直列回路に印加する駆動電圧を供給する手段である。また、駆動電源は、所望により、上記に加えて定電流ドライバに制御入力する制御信号を発生するための制御回路に対しても電源電圧を供給するように構成することができる。駆動電圧は、一般には発光ダイオードをオン、オフするためにオン、オフされる直流電圧である。なお、発光ダイオードのオン、オフは、人の目に感じるものと、ＰＷＭ制御のときのように感じない程度に早いオン、オフの繰り返しとのいずれをも含む概念である。
【００１６】
上記のように、駆動電源は、その出力である駆動電圧のオン、オフにより発光ダイオードの点灯を制御するが本発明の特徴である。すなわち、駆動電圧のオン時、すなわち駆動電圧が出力されているときは、定電流ドライバに接続する発光ダイオードが定電流駆動されて点灯する。また、駆動電圧のオフ時、すなわち駆動電圧が出力されていないときは、発光ダイオードが消灯する。したがって、駆動電源をスイッチなどによりオン、オフするだけで、発光ダイオードの点滅を制御することができる。しかし、駆動電圧をオン、オフするための回路構成は、既知の手段を適宜採用すればよいので、本発明において特段限定されない。
【００１７】
さらに、駆動電源は、上記のようにその出力である駆動電圧がオン、オフ変化するが、その変化の周期を目に感じない程度に短くすることにより、ＰＷＭ制御を行うことができる。ＰＷＭ制御のためのオン、オフの周期すなわちＰＷＭ周期を発光ダイオードをパルス点灯する場合に、その周期より明らかに長く設定するとともに、ＰＷＭ周期のオンデューティを所望の調光度に応じて適宜設定すればよい。これによって発光ダイオードの明るさを所望に変化させることが可能になる。
【００１８】
＜本発明のその他の構成について＞本発明の必須構成要素ではないが、定電流ドライバが所定の回路動作を行うために、入力電圧変換手段およびクロック信号発振手段を制御回路として付加することができる。入力電圧変換手段は、発光ダイオードの駆動電圧を定電流ドライバの制御端子、例えばＳ−ＩＮ端子に印加する制御電圧と、クロック信号発振手段の入力電圧とに変換する手段である。
クロック信号発振手段は、クロック信号を発生して、そのクロック信号を定電流ドライバのクロック信号端子に供給する。なお、本発明においては、駆動電源によって制御回路を付勢することができる。しかし、要すれば、駆動記電源とは異なる制御専用の電源を用いることもできる。また、制御回路を単一の集積回路を主体とするように構成することができる。
【００１９】
＜本発明の作用について＞本発明においては、上記の構成を備えているので、電源電圧をオン、オフさせることによって発光ダイオードの点灯状態を自在に制御できる。すなわち、発光ダイオードを点灯（オン）、消灯（オフ）および調光（ＰＷＭ制御）を選択的に操作することができる。なお、調光は、発光ダイオードのオン、オフをＰＷＭ制御として眼に感じない程度の周期で繰り返し行わせることにより行う。したがって、駆動電源と発光ダイオードおよび定電流ドライバとの間の配線が２線だけでよいので、配線が簡単になる。
【００２０】
また、発光ダイオードが複数であっても、定電流駆動を行うので、各発光ダイオードの発光量および色度のばらつきを低減させることができる。
【００２１】
請求項２の発明の発光ダイオード照明装置は、発光ダイオードと；発光ダイオードを駆動する定電流ドライバと；定電流ドライバを制御する制御回路と；発光ダイオードおよび定電流ドライバの直列回路ならびに制御回路に駆動電圧を印加する駆動電源と；を具備し、駆動電源を制御することにより、発光ダイオードに印加される駆動電圧が順方向電圧以上になるようにして発光ダイオードをオンさせ、発光ダイオードに印加される駆動電圧が順方向電圧以下になるようにして発光ダイオードをオフさせ、かつ、発光ダイオードのオン、オフいずれにおいても制御回路を継続して付勢するようにしたことを特徴としている。
【００２２】
本発明は、発光ダイオードを消灯（オフ）するときであっても駆動電源から出力される駆動電圧がオフしないことにより、制御回路を常時付勢状態に維持するように構成している点で主として請求項１と異なる。
【００２３】
＜駆動電源について＞駆動電源は、制御回路にその動作電圧を供給するとともに、発光ダイオードを点灯（オン）する場合と、消灯（オフ）する場合とで定電流ドライバに印加する駆動電圧を０Ｖでない異なる値にする。すなわち、駆動電源が出力する駆動電圧の第１の値は、定電流ドライバに接続する発光ダイオードに印加される電圧が順方向電圧より大きい。このため、発光ダイオードは点灯（オン）する。これに対して、第２の値は、発光ダイオードに印加される電圧が順方向電圧より低いが、制御回路が付勢状態を維持する高さである。このため、発光ダイオードは消灯（オフ）するが、制御回路は、発光ダイオードの点灯（オン）および消灯（オフ）のいずれであっても、常時付勢状態に維持される。なお、このように駆動電源の出力する駆動電圧が第１および第２の値に選択的に変化するための具体的な回路構成は、既知の回路構成を適宜採用すればよいので、本発明において特段限定されない。
【００２４】
また、駆動電源は、上記のように時間の経過とともにその出力する駆動電圧が変化するが、変化の周期を目に感じない程度に早めることにより、発光ダイオードをＰＷＭ制御することができる。これによって発光ダイオードの明るさを所望に変化させる、すなわち調光点灯させることが可能になる。
【００２５】
＜本発明の作用について＞本発明においては、上記のように構成されているので、請求項１の作用に加えて、制御回路が常時付勢され続けていて、発光ダイオードが消灯（オフ）のときでも制御回路は付勢状態を維持することにより、制御回路の動作が安定する。このため、発光ダイオード照明装置の信頼性が高くなる。
【００２６】
請求項３の発明の標識灯システムは、内部に請求項１または２記載の発光ダイオード照明装置における駆動電源を除いた残余の部分を配設した標識灯と；標識灯から延在して請求項１または２記載の発光ダイオード照明装置における駆動電源と；駆動電源および標識灯の間を接続する２芯配線と；を具備していることを特徴としている。
【００２７】
＜標識灯について＞本発明において、「標識灯」とは、標識灯本体の内部に光源を内蔵し、光源の発光を外部へ標識光として投射するための投光窓を標識灯本体が備えているものをいい、地面に埋設される埋込型標識灯および地上に設置される地上型標識灯のいずれであってもよい。また、「標識灯本体」とは、標識灯から発光ダイオード照明装置を除いた残余の部分をいう。なお、標識灯は、一般的に基台を介して所定の位置に取り付けられる。また、空港用の標識灯である航空標識灯の場合、たとえば滑走路中心線灯、誘導路中心線灯などがある。
【００２８】
次に、発光ダイオード素子の配光は一般的に狭いので、標識灯が要求するところの広がった配光特性を得るために、複数の発光ダイオード素子を配列するに際して、一部または全部の発光素子を適当な角度に傾けて標識灯に装着することができる。
【００２９】
また、発光ダイオードの標識灯に対する取付角度および位置が使用中の振動や衝撃によって変化しないように、発光ダイオードを透明合成樹脂で充填することができる。また、熱伝導性の金属からなる整列板に形成した挿通孔に発光ダイオードを挿入して支持するように構成してもよい。この場合、発光ダイオードの放熱も良好になる。
【００３０】
さらに、発光ダイオード、定電流ドライバおよび制御回路を配線基板に実装することにより、あるいは加えて合成樹脂によりモールドすることにより、一体化することができる。これにより標識灯の光源としての取扱いが容易になる。
【００３１】
＜駆動電源について＞駆動電源は、標識灯の内部に配設された発光ダイオードおよび定電流ドライバに対して２芯配線を経由して駆動電圧を供給する。本発明において、駆動電源は、発光ダイオードおよび定電流ドライバから離間した位置に配設される。駆動電源は、これを例えば基台に配設することができる。しかし、要すれば、基台とは別に例えばハンドホールなどを配設して、ここに駆動電源を収納することもできる。
【００３２】
一方、空港用標識灯などのように多数の標識灯を設置する場合、それらに対する配線を容易にするために、交流定電流電源を用いて標識灯負荷が直列接続されるように構成される。また、交流定電流電源に負荷を接続する場合に、絶縁トランスを介して駆動電源を接続するのが一般的である。この場合、駆動電源は、以下の事情を踏まえて構成する必要がある。
【００３３】
交流定電流電源は、定電流化された出力電流を直列接続された複数の負荷に対して出力するのに好適な電気的回路手段である。そして、光度比率に応じて出力電流を切り換え可能に構成されている。なお、出力電流の切り換えは、段階的および連続的のいずれであってもよい。段階的な出力電流の切り換えは、例えば交流定電流電源の内部に含まれるトランスのタップを切り換えることによって行うことができる。また、交流定電流電源の定電流制御機能は、サイリスタの位相制御回路を主体とする半導体定電流回路または可飽和トランスを主体とする定電流磁気回路を主体として構成される。
【００３４】
上記において、「所定の光度比率」とは、標識灯を設置している周囲の明るさが、例えば晴天白昼、曇天白昼、日暮、夜明け、夜間など時間や天候により変化しても、標識灯の見え方を常に良好に維持することを目的として、標識灯の光度をそのときの周囲の明るさに応じて制御するために定められる。そして、所定の電流−光度特性に応じて予め定められたプログラムにしたがって交流定電流電源の出力電流を切り換えることにより制御される。なお、このプログラムは、標識灯の発光ダイオードの電流−光度特性とは異なる電流−光度特性たとえばハロゲン電球の電流−光度特性に基づいて定められている。
【００３５】
そこで、交流定電流電源を用いる標識灯の光源として発光ダイオードを用いる場合には、その駆動電源を発光ダイオードの電流−光度特性に適応した制御特性でありながらシステム全体として所要の光度で発光ダイオードが点灯するように構成する必要がある。
【００３６】
駆動電源は、絶縁トランスの２次巻線間に得られる交流を変換して発光ダイオードを定電流駆動するのに必要な駆動電圧を発生する。そのために、駆動電源は、例えば電流検出手段、点灯制御手段および負荷調整回路などにより構成することができる。電流検出手段は、例えば電流変成器からなり、交流定電流電源の出力電流を検出する手段である。
【００３７】
点灯制御手段は、電流検出手段の検出出力に応じて発光ダイオードの発光が所定の光度比率になるように整流化直流電源の直流出力電圧をＰＷＭ制御して駆動電圧を形成する手段である。すなわち、点灯制御手段は、スイッチング回路、ＰＷＭ制御信号発生回路および判定回路を具備している。スイッチング回路は、整流化直流電源の直流出力電圧をスイッチングして所定の光度比率に対応したオンデューティの駆動電圧を形成する。ＰＷＭ制御信号発生回路は、スイッチング回路のスイッチング動作の制御信号を発生する。判定回路は、電流検出手段の検出出力を判定して交流定電流電源の出力電流から所定の光度比率を判定して、その判定結果に基づいてＰＷＭ制御信号発生回路を制御する。
【００３８】
負荷調整回路は、標識灯負荷と並列的に接続して交流定電流電源の電流切換特性と標識灯の負荷電流特性との差を補償するように作用する手段である。負荷調整回路は、例えば交流定電流電源の出力電流を検出する電流検出手段の検出出力に応動するように構成される。また、負荷調整回路は、交流定電流電源の出力電流を検出する電流検出手段の検出出力に応じて周波数に変換する周波数変換回路および周波数変換回路の出力に応じて駆動されるリアクタンス可変回路を備えて構成することができる。
【００３９】
＜本発明のその他の構成について＞標識灯を設置するために、基台を用いることができる。基台は、その上端が開放した円筒状の箱状をなしていて、予め地面に開放端が露出した状態で埋設され、地中に埋設された配線ケーブルに接続する。また、開放端には標識灯の周縁を直接または間接的に支承する支承周段部を備えている。したがって、標識灯は、その周縁を基台の支承段部に直接または間接的に支承された状態で開放端に着脱可能に装着される。なお、基台と標識灯との間に所望により介在される調整リング、間座およびアダプタなどのオプション的な構成部材は、基台に含まれるものとする。これらの構成部材は、所望により選択的に用いられる。
【００４０】
調整リングは、標識灯を水平面内の取付方向を所望に調整して基台に取り付ける際に用いると効果的である。また、アダプタは、基台と標識灯との間に介在して配管工法による電源接続方式を、標識灯を交換するのに好適な電源接続方式に転換する手段である。間座は、路盤（地面）を嵩上げした場合などに、基台が路面から深い位置にあるときに用いられ、基台側の標識灯の取付部を高くするのに用いられる。
【００４１】
＜本発明の作用について＞本発明においては、以上の構成により、請求項１または２の発明の効果を有する標識灯システムが得られる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４３】
図１ないし図３は、本発明の発光ダイオード照明装置および標識灯システムにおける第１の実施の形態を示し、図１は発光ダイオード照明装置のブロック回路図、図２は駆動電源のブロック回路図、図３は駆動電圧の波形図である。図１において、ＭＬは埋込型標識灯、Ｗは２芯配線、ＬｅｄＭは発光ダイオードモジュールである。
【００４４】
埋込型標識灯ＭＬは、後述する図６および図７に示すような空港用の埋込型標識灯からなり、標識灯本体および後述する光源用の発光ダイオードモジュールＬｅｄＭからなる。なお、発光ダイオードモジュールＬｅｄＭ、２芯配線Ｗおよび駆動電源が発光ダイオード照明装置を構成する。
【００４５】
２芯配線Ｗは、その一方ＶＬＥＤが電圧側、他方ＧＮＤが接地側であり、埋込型標識灯ＭＬから離間した位置にある図示しない駆動電源から埋込型標識灯ＭＬに導入されて光源用の発光ダイオードモジュールＬｅｄＭに駆動電圧を供給する。なお、駆動電源については後述する。
【００４６】
光源用の発光ダイオードモジュールＬｅｄＭは、定電流ドライバ３１、電圧変換回路３２、発振器３３および複数の発光ダイオード１を含んで構成された駆動回路３を含んでいる。定電流ドライバ３１は、２つの電源端子ＧＮＤ、ＶＤＤと、４つの制御入力端子としてＳ−ＩＮ、クロックＣＫ、ラッチＬＴ、イネーブルＥＮＡと、電流波高値を決定するＲ−ＥＸＴと、出力端子ＯＵＴ０〜ＯＵＴ１５となどを備えている。
【００４７】
電圧変換回路３２は、駆動電圧を所要の低電圧に変換する回路で、入力端が２芯配線Ｗに接続し、出力端が発振回路３３および定電流ドライバ３１の制御端子のＳ−ＩＮなどに接続している。発振器３３は、クロック信号を発生する回路で、入力端が電圧変換回路３２の出力端間に接続し、出力端が定電流ドライバ３１の制御端子のクロックＣＫに接続している。また、端子Ｒ−ＥＸＴには、外付けの抵抗器Ｒ１が接続されて定電流ドライバ３１から出力される定電流の波高値が所定の値に設定されている。なお、電圧変換回路３２および発振器３３は、制御回路４を構成し、定電流ドライバ３１、電圧変換回路３２および発振器３３は、全体として駆動回路３を構成する。
【００４８】
複数の発光ダイオード１は、定電流ドライバ３１の出力端子ＯＵＴ０〜ＯＵＴ１５と、２芯配線Ｗの電圧側ＶＬＥＤとの間に接続している。
【００４９】
次に、駆動電源の構成を図２に基づいて説明する。図２は、空港用の埋込型標識灯システムにおける回路構成の概要を示していて、ＣＣＲは交流定電流電源、Ｔｒｆは絶縁トランス、ＤＲは駆動電源、ＭＬは埋込型標識灯である。
【００５０】
交流定電流電源ＣＣＲは、その出力端に複数の絶縁トランスＴｒｆの１次巻線を直列接続している。
【００５１】
絶縁トランスＴｒｆは、交流定電流電源ＣＣＲと埋込型標識灯ＭＬとの間に介在して、駆動電源ＤＳおよび埋込型標識灯ＭＬを交流定電流電源ＣＣＲ側の高電圧から導電的に分離する手段として用いられ、１次巻線ｗｐおよび２次巻線ｗｓを備えている。１次巻線ｗｐは、交流定電流電源ＣＣＲ側の高電圧直列接続回路に接続する。２次巻線ｗｓは、駆動電源ＤＳに接続する。
【００５２】
駆動電源ＤＳは、電流検出手段ＤＥＴ、点灯制御手段ＯＣおよび負荷調整回路ＬＲＣからなる。電流検出手段ＤＥＴは、交流定電流電源ＣＣＲの出力電流を検出する手段であり、電流検出用の巻線を絶縁トランスＴｒｆの１次巻線ｗｐに磁気結合することにより、絶縁トランスＴｒｆの１次巻線に流れる電流を検出する変流器を構成している。
【００５３】
点灯制御手段ＯＣは、後述する埋込型標識灯ＭＬに供給する電力を制御して、交流定電流電源ＣＣＲの出力電流が指示する光度で発光ダイオードが発光するようにＰＷＭ制御された直流電圧を駆動回路３に供給する手段であり、図に示すように、直流電圧変換回路Ｖｄｃ、スイッチング回路ＳＷ、判定回路ＬＥＶおよびパルス幅制御回路ＰＷＭから構成されている。直流電圧変換回路Ｖｄｃは、整流回路ＲＥＣおよび定電圧回路ＣＶＲからなる。整流回路ＲＥＣは、その交流入力端が絶縁トランスＴｒｆの２次巻線ｗｓに接続している。定電圧回路ＣＶＲは、その入力端が整流回路ＲＥＣの直流出力端に接続している。スイッチング回路ＳＷは、パルス幅制御回路ＰＷＭから送出されたパルス幅信号に基づいて直流電圧をＰＷＭ制御する。判定回路ＬＥＶは、内蔵しているプログラムに基づいて電流検出部ＤＥＴで検出した電流値を記憶しているテーブルデータと比較して光度比率を判定し、判定結果を後述するパルス幅制御回路ＰＷＭおよび負荷調整回路ＬＲＣに送出する。パルス幅制御回路ＰＷＭは、判定回路ＬＥＶから送出された判定結果に基づいて予定のパルス幅信号を発生してスイッチング回路ＳＷに送出する。
【００５４】
負荷調整回路ＬＲＣは、周波数変換回路ＦＣＣおよびリアクタンス可変回路ＺＶＣからなる。周波数変換回路ＦＣＣは、判定回路ＬＥＶの判定結果に基づいて、交流定電流電源ＣＣＲの出力電流に対応する周波数を発生する。リアクタンス可変回路ＺＶＣは、例えば出力トランスＯＴを備えたハーフブリッジインバータからなり、その直流入力端が整流回路ＲＥＣの直流出力端に接続し、交流を出力する出力端が２芯配線Ｗおよびスイッチング回路ＳＷの直列回路に並列接続している。
【００５５】
２芯配線ＷのＶＬＥＤとＧＮＤとの間に印加される駆動電圧は、図３に示すように、パルス電圧Ｖ_Ｐ列の間における電圧が０Ｖになっている。
【００５６】
そうして、２芯配線Ｗに所定のパルス電圧Ｖ_Ｐが駆動電圧として印加されたオン状態であると、複数の発光ダイオード１は、定電流ドライバ３１により定電流駆動されてオン（点灯）する。これに対して、２芯配線Ｗ間の駆動電圧が０Ｖになり、オフ状態であると、定電流ドライバ３１が不動作になり、発光ダイオード３４はオフ（消灯）する。
【００５７】
図４および図５は、本発明の発光ダイオード照明装置および標識灯システムにおける第２の実施の形態を示し、図４は発光ダイオード照明装置のブロック回路図、図５は駆動電圧の波形図である。本実施の形態は、発光ダイオードの消灯時に駆動電圧が基底電位を維持して０Ｖにならない点で異なる。なお、各図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００５８】
図中、４は制御回路であり、集積回路化されて３端子で構成されている。そして、正極側の入力端が２芯配線２のＶＬＥＤに抵抗器Ｒ２を介して接続し、共通側の端子が直接２芯配線２のＧＮＤに接続している。また、正極側の入力端と共通側の端子との間に小容量のコンデンサＣ１が接続している。さらに、出力端は、定電流ドライバ３１の制御端に接続している。なお、出力端と共通側の端子との間に小容量のコンデンサＣ２と平滑用の電解コンデンサＣ３とが接続している。
【００５９】
２芯配線２のＶＬＥＤとＧＮＤとの間に印加される駆動電圧は、図５に示すように、パルス電圧Ｖ_Ｐの間に基底電圧Ｖ_Ｂが存在している。
【００６０】
そうして、パルス電圧Ｖ_Ｐが２芯配線２間に印加されているときには、定電流ドライバ３１の出力端に接続している発光ダイオード１がオン（点灯）する。パルス電圧Ｖ_Ｐがなくなり基底電圧Ｖ_Ｂになると、発光ダイオード１に印加される電圧が順方向電圧以下になるので、発光ダイオード１はオフ（消灯）する。そして、パルス電圧Ｖ_Ｐと隣接する基底電圧Ｖ_Ｂからなる１周期に対するパルス電圧Ｖ_Ｐの割合であるところのオンデューティに比例的な調光点灯が行われる。
【００６１】
図６および図７は、本発明の標識灯システムにおける第１の実施の形態に用いる埋込型標識灯を示し、図６は平面図、図７は図６のＶＩ−ＶＩ´線に沿う拡大断面図である。なお、図７において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００６２】
本実施の形態において、空港用埋込形標識灯ＭＬは、標識灯本体１０および標識灯用発光モジュールＬｅｄＭから構成されていて、図示しない基台に取り付けられる。
【００６３】
標識灯本体１０は、上部灯体１１および下部灯体１２を主体として構成されていて、内部空間１０ａを備えている。
【００６４】
上部灯体１１は、その上面に膨出部１１ａ、光導出溝１１ｂおよび投光窓１１ｃを備えている。膨出部１１ａは、中央に円形の平坦な頂面および頂面から上部灯体１１の周縁にわたる円錐斜面からなる切頭円錐形状をなして上部灯体２ａ１の上面に画成されている。光導出溝１１ｂは、図６において上部灯体１１の中心を中心とする点対称の位置に、その一対が互い違いに配設されている。なお、光導出溝１１ｂは、その所望数を配設することができる。そして、光導出溝１１ｂは、膨出部１１ａの切頭円錐斜面に開口するとともに、灯体１０の内部空間１０ａに連通している。投光窓１１ｃは、光導出溝１１ｂと灯体１０の内部空間１０ａとの連通部に配設されている。投光窓１１ｃは、その内部にプリズムを液密に固着して備えている。
また、図６に示すように、灯体１０の周縁部には、上部灯体１１および下部灯体１２を結合して灯体１０を形成する複数のボルト挿通孔（図示しない。）と、灯体１０を基台２０に固着するための複数のボルト挿通孔１０２とが形成されている。
【００６５】
下部灯体１２は、皿状をなしていて、図示しないスタッドボルトによって上部灯体１１に覆合され、上部灯体１１と協働して内部空間１０ａを形成している。
また、図示していないが、基台に接続して電源を得るための端子台が配設される。
【００６６】
標識灯用発光モジュールＬｅｄＭは、その回路構成が図１（または図４）に示すものであるが、発光ダイオード１および駆動回路３が配線基板２に実装されてから、透明質の熱伝導性樹脂注型体４により注型され、さらに取付部５ａを形成した熱伝導性取付体５に取り付けられている。そして、熱伝導性取付体５を上部灯体１１の内面に下向きにねじｓを取付部５ａを経由してねじ込むことによって固定されている。なお、図７において、標識灯用発光モジュールＬｅｄＭは、断面して示していない。そして、標識灯用発光モジュールＬｅｄＭから発生した光が透孔窓１１ｃに入射するように配置されている。
【００６７】
そうして、標識灯用発光モジュールＬｅｄＭから発生した光は、透孔窓１１ｃを通過する際に屈折して路盤面に対して所定の仰角となって光導出溝１１ｂ内を通過して標識光となって照射される。
【００６８】
一方、標識灯用発光モジュールＬｅｄＭが発光するのと並行して発光ダイオードの発生熱が主として熱伝導性取付体５から上部灯体１１に伝導して放散される。
その結果、発光ダイオードの温度上昇が抑制されるので、発光ダイオードは高発光効率で点灯を維持する。
【００６９】
空港用埋込形標識灯の場合、標識灯が路盤内に埋設された基台内に取り付けられて設置されるが、標識灯本体１０に伝導した発光ダイオードの発生熱は、上部灯体１１からさらに基台へ伝導し、路盤内へ拡散して放散される。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、発光ダイオードおよびこれを駆動する定電流ドライバの直列回路に印加する駆動電圧のオン、オフにより発光ダイオードをオン、オフさせるようにしたことにより、２線の配線によって発光ダイオードを点滅および調光点灯させることが可能であるとともに、複数の発光ダイオードの間における発光量および色度のばらつきが少ない発光ダイオード照明装置を提供することができる。
【００７１】
請求項２の発明によれば、発光ダイオードおよびこれを駆動する定電流ドライバの直列回路ならびに制御回路に印加する駆動電圧を制御することにより、発光ダイオードに印加される駆動電圧が順方向電圧以上になるようにして発光ダイオードをオンさせ、発光ダイオードに印加される駆動電圧が順方向電圧以下になるようにして発光ダイオードをオフさせ、かつ、発光ダイオードのオン、オフいずれにおいても制御回路を継続して付勢するようにしたことにより、発光ダイオード照明装置を提供することができる。
【００７２】
請求項３の発明によれば、内部に請求項１または２記載の発光ダイオード照明装置における駆動電源を除いた残余の部分を配設した標識灯と、これから延在して請求項１または２記載の発光ダイオード照明装置における駆動電源と、駆動電源および標識灯の間を接続する２芯配線とを具備していることにより、請求項１または２の効果を有する標識灯システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光ダイオード照明装置および標識灯システムにおける第１の実施の形態を示す発光ダイオード照明装置のブロック回路図
【図２】同じく駆動電源のブロック回路図
【図３】駆動電圧の波形図駆動電圧の波形図
【図４】本発明の発光ダイオード照明装置および標識灯システムにおける第２の実施の形態の発光ダイオード照明装置を示すブロック回路図
【図５】同じく駆動電圧の波形図
【図６】本発明の標識灯システムにおける第１の実施の形態に用いる埋込型標識灯を示す平面図
【図７】図６のＶＩ−ＶＩ´線に沿う拡大断面図
【符号の説明】
１…複数の発光ダイオード、３１…定電流ドライバ、３２…電圧変換回路、３３…発振器、ＬｅｄＭ…発光ダイオードモジュール、ＭＬ…標識灯、Ｗ…２芯配線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting diode lighting device and a marker light system using the same.
[0002]
[Prior art]
It is conventionally known to change the brightness of a light emitting diode by PWM control (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, in order to perform PWM control of a light emitting diode, a switching element is interposed between the light emitting diode and a power supply, and the switching element is turned on and off to perform PWM control.
[0003]
It is also known that a light emitting diode module is housed inside a marker lamp, and a pulse width modulated power supply voltage is applied from outside the marker lamp to light the light emitting diode module (see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1] JP-A-2002-324885
[Patent Document 2] JP-A-2002-49992
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Literature 1, in order to perform PWM control, a signal line for controlling a switching element is required. Therefore, a three-core cable of a signal line is required in addition to a pair of power supply lines.
[0005]
Further, as in Patent Document 2, PWM control of a plurality of light emitting diodes can be performed using a two-core cable. However, variations in the amount of emitted light and chromaticity due to variations in the forward voltage of the plurality of light emitting diodes. It becomes noticeable, and the quality of the lighting deteriorates.
[0006]
Further, if the light emitting diode is driven by a constant current driver and a control pulse signal is input to the constant current driver, the light emitting diode can be PWM controlled, but a three-core cable is still required.
[0007]
The present invention uses a light-emitting diode illuminating device and a light-emitting diode illuminating device capable of blinking and dimming and lighting a light-emitting diode by two-wire wiring, and having a small variation in light emission amount and chromaticity among a plurality of light-emitting diodes. It is an object to provide a beacon light system.
[0008]
[Means for achieving the object]
The light emitting diode lighting device according to the first aspect of the present invention includes: a light emitting diode; a constant current driver for driving the light emitting diode; and a driving power supply for applying a driving voltage to a series circuit of the light emitting diode and the constant current driver. It is characterized in that the light emitting diode is turned on and off by turning on and off the voltage.
[0009]
In the present invention and each of the following inventions, definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
[0010]
<Regarding Light-Emitting Diode> The light-emitting diode can be appropriately selected in accordance with the required chromaticity of the emission color. When a desired light emission color cannot be obtained by a single light emitting diode, or when desired, the light emission of a plurality of colors can be added and mixed to obtain a desired light emission color. For example, in order to obtain white light, it is only necessary to use light-emitting diodes of three colors of RGB to light them simultaneously or in a time-division manner. In the latter case, even in the case of time-division lighting, it can be sensed as white light due to the afterimage effect of the human eye. However, a light emitting diode that emits white light by itself or a light emitting diode that emits white light by using two types of light emitting diodes of two-color light emission having a complementary color relationship can be used.
[0011]
Further, in the present invention, the light emitting diode is suitable for forming a light emitting diode module using a plurality of the light emitting diodes and lighting them simultaneously. Furthermore, by using light emitting diodes of a plurality of kinds of luminescent colors and connecting to a constant current driver described later for each luminescent color, it is possible to selectively light each luminescent color, so that it is possible to switch between multicolor luminescence. It can also occur.
[0012]
Further, as the light emitting diode, various forms such as a shell type, a surface mount type, and an integrated type can be used. In the present invention, the “bombshell shape” is a configuration in which a light emitting diode chip is sealed inside a plastic lens and a lead wire extends from the back surface. The “surface mounting type” has terminals for surface mounting formed on the back surface and / or side surfaces instead of extending lead wires. The “integrated type” is a configuration in which a plurality of light emitting diode chips are arranged on a single substrate.
[0013]
<Constant Current Driver> A constant current driver is a circuit that can drive a light emitting diode with a constant current, and can be configured integrally with an integrated circuit or the like. The constant current driver generally includes a pair of input power supply terminals, a clock signal terminal, a latch terminal, an enable terminal, an input signal terminal of an S-IN terminal, an R-EXT terminal, and a plurality of constant current output terminals. ing. Then, a light emitting diode is connected to the constant current output terminal, a driving voltage is applied to a series circuit of the light emitting diode and the constant current driver, and a constant current flows to the light emitting diode to light up. A required control signal is applied to each of the control terminals. The control signal can be formed by using a control circuit. Also, by connecting an external resistor to the R-EXT terminal, the peak value of the constant current can be set as desired.
[0014]
In addition to the constant current driving of the light emitting diode, the constant current driver can cause the light emitting diode to pulse light at a predetermined repetition cycle. For this reason, the luminous efficiency of the light emitting diode can be made higher than in the case of DC lighting.
[0015]
<Regarding Driving Power Supply> The driving power supply is means for supplying a driving voltage to be applied to a series circuit of a constant current driver and a light emitting diode. In addition, the drive power supply may be configured to supply a power supply voltage to a control circuit for generating a control signal to be input to the constant current driver in addition to the above, if desired. The drive voltage is generally a DC voltage that is turned on and off to turn on and off the light emitting diode. Note that turning on and off the light emitting diode is a concept that includes both of what is perceived by human eyes and repetition of turning on and off so quickly that it is not felt as in PWM control.
[0016]
As described above, the driving power supply controls the lighting of the light emitting diode by turning on and off the driving voltage that is the output of the driving power supply, which is a feature of the present invention. That is, when the drive voltage is turned on, that is, when the drive voltage is being output, the light emitting diode connected to the constant current driver is driven by the constant current and lights up. When the drive voltage is off, that is, when no drive voltage is output, the light emitting diode is turned off. Therefore, the blinking of the light emitting diode can be controlled only by turning on and off the driving power supply with a switch or the like. However, the circuit configuration for turning on and off the drive voltage may be any known means, and is not particularly limited in the present invention.
[0017]
Further, as described above, the drive voltage, which is the output of the drive power supply, changes on and off, but the PWM control can be performed by shortening the cycle of the change so as not to be noticeable to the eyes. When the on-off cycle for PWM control, that is, the PWM cycle is pulse-lit for the light emitting diode, the cycle is set to be clearly longer than the cycle, and the on-duty of the PWM cycle is appropriately set according to a desired dimming degree. Good. This makes it possible to change the brightness of the light emitting diode as desired.
[0018]
<Other Configurations of the Present Invention> Although not an essential component of the present invention, an input voltage converting means and a clock signal oscillating means can be added as a control circuit so that the constant current driver performs a predetermined circuit operation. . The input voltage converting means is means for converting the driving voltage of the light emitting diode into a control voltage applied to a control terminal of the constant current driver, for example, an S-IN terminal, and an input voltage of the clock signal oscillating means.
The clock signal oscillating means generates a clock signal and supplies the clock signal to a clock signal terminal of a constant current driver. In the present invention, the control circuit can be energized by the driving power supply. However, if necessary, a power supply dedicated to control different from the drive power supply can be used. Further, the control circuit can be configured so that a single integrated circuit is mainly used.
[0019]
<Regarding the Operation of the Present Invention> In the present invention, since the above configuration is provided, the lighting state of the light emitting diode can be freely controlled by turning on and off the power supply voltage. That is, the light emitting diode can be selectively turned on (on), turned off (off), and dimming (PWM control). The dimming is performed by repeatedly turning on and off the light emitting diode as a PWM control in a cycle that is invisible to the eyes. Therefore, only two wires are required between the driving power source, the light emitting diode, and the constant current driver, so that the wiring is simplified.
[0020]
In addition, even when there are a plurality of light emitting diodes, since the constant current drive is performed, it is possible to reduce the variation in the light emission amount and chromaticity of each light emitting diode.
[0021]
A light emitting diode lighting apparatus according to a second aspect of the present invention is driven by a light emitting diode; a constant current driver for driving the light emitting diode; a control circuit for controlling the constant current driver; a series circuit of the light emitting diode and the constant current driver and a control circuit. A driving power supply for applying a voltage; controlling the driving power to turn on the light emitting diode so that the driving voltage applied to the light emitting diode is equal to or higher than the forward voltage, and the driving power is applied to the light emitting diode. It is characterized in that the light emitting diode is turned off so that the drive voltage is equal to or lower than the forward voltage, and the control circuit is continuously energized in both the on and off states of the light emitting diode.
[0022]
The present invention is mainly configured in such a manner that the control circuit is always kept energized by not turning off the drive voltage output from the drive power supply even when the light emitting diode is turned off (turned off). Different from claim 1.
[0023]
<Regarding Driving Power Supply> The driving power supply supplies the operating voltage to the control circuit, and the driving voltage applied to the constant current driver is not 0 V when the light emitting diode is turned on (on) and off (off). Use different values. That is, the first value of the driving voltage output from the driving power supply is such that the voltage applied to the light emitting diode connected to the constant current driver is higher than the forward voltage. Therefore, the light emitting diode is turned on. On the other hand, the second value is the height at which the voltage applied to the light emitting diode is lower than the forward voltage, but the control circuit maintains the energized state. Therefore, the light emitting diode is turned off (turned off), but the control circuit is always kept in the energized state regardless of whether the light emitting diode is turned on (on) or turned off (off). Note that a specific circuit configuration for selectively changing the drive voltage output from the drive power supply to the first and second values may be a known circuit configuration as appropriate. There is no particular limitation.
[0024]
In addition, the drive voltage output from the drive power supply changes as time elapses as described above. However, the light emitting diode can be PWM-controlled by making the cycle of the change fast enough to be invisible to the eye. This makes it possible to change the brightness of the light emitting diode as desired, that is, to perform dimming lighting.
[0025]
<Operation of the present invention> In the present invention, since the configuration is as described above, in addition to the operation of the first aspect, the control circuit is continuously energized and the light emitting diode is turned off (off). Even when the control circuit maintains the energized state, the operation of the control circuit is stabilized. For this reason, the reliability of the light emitting diode lighting device is improved.
[0026]
A traffic light system according to a third aspect of the present invention includes: a traffic light having a remaining portion excluding a driving power source in the light emitting diode lighting device according to the first or second aspect; 3. A light-emitting diode illuminating device according to item 1 or 2, further comprising: a drive power supply; and a two-core wiring connecting between the drive power supply and the marker lamp.
[0027]
<About the marker light> In the present invention, the “marker lamp” includes a light source built in the marker light main body, and the marker light main body includes a light emitting window for projecting the light emission of the light source to the outside as the marker light. And may be either a recessed marker light buried on the ground or a ground marker light installed on the ground. In addition, the “marker lamp main body” refers to a remaining portion excluding the light emitting diode lighting device from the marker lamp. Note that the marker lamp is generally mounted at a predetermined position via a base. Also, in the case of an aeronautical beacon light which is a beacon light for an airport, for example, there are a runway centerline light and a taxiway centerline light.
[0028]
Next, since the light distribution of the light emitting diode elements is generally narrow, when arranging a plurality of light emitting diode elements in order to obtain the widened light distribution characteristics required by the sign lamp, some or all of the light emitting elements are arranged. Can be attached to the sign light at an appropriate angle.
[0029]
Further, the light emitting diode can be filled with a transparent synthetic resin so that the mounting angle and the position of the light emitting diode with respect to the marker light are not changed by vibration or impact during use. Further, the light emitting diode may be inserted and supported in an insertion hole formed in the alignment plate made of a heat conductive metal. In this case, the heat radiation of the light emitting diode is also improved.
[0030]
Further, the light emitting diode, the constant current driver and the control circuit can be integrated by mounting them on a wiring board, or additionally by molding with a synthetic resin. This facilitates the handling of the marker light as a light source.
[0031]
<Regarding Driving Power Supply> The driving power supply supplies a driving voltage via a two-core wiring to a light emitting diode and a constant current driver arranged inside the marker lamp. In the present invention, the driving power supply is disposed at a position separated from the light emitting diode and the constant current driver. The drive power supply can be provided, for example, on a base. However, if necessary, for example, a handhole or the like may be provided separately from the base, and the driving power supply may be housed here.
[0032]
On the other hand, when a large number of marker lights such as airport marker lights are installed, in order to facilitate wiring for them, a configuration is adopted in which a marker light load is connected in series using an AC constant current power supply. Further, when a load is connected to an AC constant current power supply, a drive power supply is generally connected via an insulating transformer. In this case, the drive power supply needs to be configured in consideration of the following circumstances.
[0033]
The AC constant current power supply is an electric circuit means suitable for outputting a constant current output current to a plurality of loads connected in series. The output current can be switched according to the luminous intensity ratio. The switching of the output current may be stepwise or continuous. The stepwise switching of the output current can be performed, for example, by switching the tap of a transformer included in the AC constant current power supply. The constant current control function of the AC constant current power supply is mainly configured by a semiconductor constant current circuit mainly including a phase control circuit of a thyristor or a constant current magnetic circuit mainly including a saturable transformer.
[0034]
In the above, the `` predetermined luminous intensity ratio '' means that even if the brightness of the surroundings where the marker light is installed changes due to time or weather such as sunny daylight, cloudy daylight, nightfall, dawn, nighttime, etc. The purpose is to control the luminous intensity of the marker light according to the surrounding brightness at that time, with the aim of always maintaining a good appearance. The control is performed by switching the output current of the AC constant current power supply according to a predetermined program according to a predetermined current-luminance characteristic. This program is determined based on a current-luminous characteristic different from the current-luminous characteristic of the light emitting diode of the marker lamp, for example, a current-luminous characteristic of a halogen bulb.
[0035]
Therefore, when a light emitting diode is used as a light source of a marker lamp using an AC constant current power supply, the driving power supply has a control characteristic adapted to the current-luminous intensity characteristic of the light emitting diode, but the light emitting diode has a required luminous intensity as a whole system. It must be configured to light up.
[0036]
The driving power supply converts an alternating current obtained between the secondary windings of the insulating transformer to generate a driving voltage necessary for driving the light emitting diode at a constant current. For this purpose, the drive power supply can be constituted by, for example, a current detection unit, a lighting control unit, a load adjustment circuit, and the like. The current detecting means is, for example, a current transformer, and detects the output current of the AC constant current power supply.
[0037]
The lighting control unit is a unit that forms a drive voltage by performing PWM control on the DC output voltage of the rectified DC power supply so that the light emission of the light emitting diode has a predetermined light intensity ratio in accordance with the detection output of the current detection unit. That is, the lighting control means includes a switching circuit, a PWM control signal generation circuit, and a determination circuit. The switching circuit switches the DC output voltage of the rectified DC power supply to form an on-duty drive voltage corresponding to a predetermined light intensity ratio. The PWM control signal generation circuit generates a control signal for a switching operation of the switching circuit. The determination circuit determines the detection output of the current detection means, determines a predetermined luminous intensity ratio from the output current of the AC constant current power supply, and controls the PWM control signal generation circuit based on the determination result.
[0038]
The load adjustment circuit is a means connected in parallel with the marker lamp load to act to compensate for the difference between the current switching characteristic of the AC constant current power supply and the load current characteristic of the marker lamp. The load adjustment circuit is configured to respond to a detection output of a current detection unit that detects an output current of the AC constant current power supply, for example. Further, the load adjustment circuit includes a frequency conversion circuit that converts a frequency according to a detection output of a current detection unit that detects an output current of the AC constant current power supply, and a reactance variable circuit that is driven according to an output of the frequency conversion circuit. Can be configured.
[0039]
<Other Configurations of the Present Invention> A base can be used to install a marker light. The base has a cylindrical box shape with an open upper end, is buried in a state where the open end is exposed to the ground in advance, and is connected to a wiring cable buried underground. The open end is provided with a bearing peripheral step for directly or indirectly supporting the periphery of the marker light. Therefore, the marker lamp is detachably mounted on the open end with its periphery being directly or indirectly supported on the support step of the base. Note that optional components such as an adjustment ring, a spacer, and an adapter interposed between the base and the marker light as desired are included in the base. These components are selectively used as desired.
[0040]
The adjustment ring is effective when used when the marker lamp is mounted on the base with the mounting direction in a horizontal plane being adjusted as desired. Further, the adapter is a means interposed between the base and the marker light, and is a means for converting the power connection method by the piping method to a power connection method suitable for replacing the marker light. The spacer is used when the base is at a deep position from the road surface, for example, when the roadbed (ground) is raised, and is used to raise the mounting portion of the sign light on the base.
[0041]
<Operation of the Present Invention> In the present invention, a sign lamp system having the effects of the first or second aspect of the present invention is obtained by the above configuration.
[0042]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0043]
1 to 3 show a first embodiment of a light emitting diode lighting device and a marker light system of the present invention, FIG. 1 is a block circuit diagram of a light emitting diode lighting device, FIG. 2 is a block circuit diagram of a driving power supply, FIG. 3 is a waveform diagram of the driving voltage. In FIG. 1, ML denotes a recessed marker light, W denotes a two-core wiring, and LedM denotes a light emitting diode module.
[0044]
The recessed marker light ML includes a recessed marker lamp for an airport as shown in FIGS. 6 and 7 described below, and includes a marker light body and a light emitting diode module LedM for a light source described later. The light emitting diode module LedM, the two-core wiring W, and the driving power supply constitute a light emitting diode lighting device.
[0045]
The two-core wiring W has one VLED on the voltage side and the other GND on the ground side, and is introduced into the recessed marker light ML from a driving power source (not shown) at a position separated from the recessed marker light ML and used for the light source. Is supplied to the light emitting diode module LedM. The drive power supply will be described later.
[0046]
The light emitting diode module LedM for the light source includes a constant current driver 31, a voltage conversion circuit 32, an oscillator 33, and a driving circuit 3 including a plurality of light emitting diodes 1. The constant current driver 31 includes two power supply terminals GND and VDD, four control input terminals S-IN, a clock CK, a latch LT, an enable ENA, an R-EXT for determining a current peak value, and output terminals OUT0 to OUT0. OUT15 and the like.
[0047]
The voltage conversion circuit 32 is a circuit for converting a drive voltage into a required low voltage. The input terminal is connected to the two-core wiring W, and the output terminal is connected to the oscillation circuit 33 and the S-IN of the control terminal of the constant current driver 31. Connected. The oscillator 33 is a circuit for generating a clock signal. The input terminal is connected between the output terminals of the voltage conversion circuit 32, and the output terminal is connected to the clock CK of the control terminal of the constant current driver 31. An external resistor R1 is connected to the terminal R-EXT, and the peak value of the constant current output from the constant current driver 31 is set to a predetermined value. The voltage conversion circuit 32 and the oscillator 33 constitute the control circuit 4, and the constant current driver 31, the voltage conversion circuit 32 and the oscillator 33 constitute the drive circuit 3 as a whole.
[0048]
The plurality of light emitting diodes 1 are connected between the output terminals OUT0 to OUT15 of the constant current driver 31 and the voltage side VLED of the two-core wiring W.
[0049]
Next, the configuration of the driving power supply will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an outline of a circuit configuration in the airport-type recessed marker light system. CCR is an AC constant current power supply, Trf is an insulation transformer, DR is a drive power supply, and ML is a recessed marker light.
[0050]
The AC constant current power supply CCR has primary terminals of a plurality of insulating transformers Trf connected in series to its output terminal.
[0051]
The insulating transformer Trf is interposed between the AC constant current power supply CCR and the recessed marker light ML to electrically separate the drive power supply DS and the recessed marker light ML from the high voltage on the AC constant current power supply CCR side. And a primary winding wp and a secondary winding ws. The primary winding wp is connected to a high voltage series connection circuit on the side of the AC constant current power supply CCR. The secondary winding ws is connected to the drive power supply DS.
[0052]
The drive power supply DS includes a current detection unit DET, a lighting control unit OC, and a load adjustment circuit LRC. The current detection means DET is a means for detecting the output current of the AC constant current power supply CCR. The current detection means DET is magnetically coupled to a primary winding wp of the insulation transformer Trf to thereby provide a primary winding of the insulation transformer Trf. It constitutes a current transformer for detecting a current flowing through the winding.
[0053]
The lighting control means OC controls the power supplied to an embedded marker light ML, which will be described later, and outputs a DC voltage PWM-controlled so that the light emitting diode emits light at the luminous intensity indicated by the output current of the AC constant current power supply CCR. This is a means for supplying to the drive circuit 3, and as shown in the figure, is composed of a DC voltage conversion circuit Vdc, a switching circuit SW, a determination circuit LEV, and a pulse width control circuit PWM. The DC voltage conversion circuit Vdc includes a rectifier circuit REC and a constant voltage circuit CVR. The rectifier circuit REC has an AC input terminal connected to the secondary winding ws of the insulating transformer Trf. The input terminal of the constant voltage circuit CVR is connected to the DC output terminal of the rectifier circuit REC. The switching circuit SW PWM-controls the DC voltage based on the pulse width signal sent from the pulse width control circuit PWM. The determination circuit LEV determines the luminous intensity ratio by comparing the current value detected by the current detection unit DET with table data that is stored based on a built-in program, and determines the determination result with a pulse width control circuit PWM and a pulse width control circuit PWM, which will be described later. It is sent to the load adjustment circuit LRC. The pulse width control circuit PWM generates a predetermined pulse width signal based on the judgment result sent from the judgment circuit LEV and sends it to the switching circuit SW.
[0054]
The load adjustment circuit LRC includes a frequency conversion circuit FCC and a variable reactance circuit ZVC. The frequency conversion circuit FCC generates a frequency corresponding to the output current of the AC constant current power supply CCR based on the determination result of the determination circuit LEV. The variable reactance circuit ZVC includes, for example, a half-bridge inverter having an output transformer OT, a DC input terminal thereof is connected to a DC output terminal of the rectifier circuit REC, and an output terminal outputting AC is a two-core wiring W and a switching circuit SW. Are connected in parallel to a series circuit.
[0055]
The drive voltage applied between VLED and GND of the two-core wiring W is, as shown in FIG. _P The voltage between the columns is 0V.
[0056]
Then, a predetermined pulse voltage V is applied to the two-core wiring W. _P Is in the ON state in which is applied as a drive voltage, the plurality of light emitting diodes 1 are driven at a constant current by the constant current driver 31 to be turned on (lit). On the other hand, when the drive voltage between the two-core wiring W becomes 0 V and is in the off state, the constant current driver 31 becomes inactive and the light emitting diode 34 is turned off (turned off).
[0057]
4 and 5 show a second embodiment of a light emitting diode lighting device and a marker light system of the present invention. FIG. 4 is a block circuit diagram of the light emitting diode lighting device, and FIG. 5 is a drive voltage waveform diagram. . The present embodiment is different in that the driving voltage is maintained at the base potential and does not become 0 V when the light emitting diode is turned off. In each figure, the same parts as those in FIG.
[0058]
In the figure, reference numeral 4 denotes a control circuit, which is formed as an integrated circuit and has three terminals. The input terminal on the positive electrode side is connected to the VLED of the two-core wiring 2 via the resistor R2, and the terminal on the common side is directly connected to the GND of the two-core wiring 2. A small-capacity capacitor C1 is connected between the positive input terminal and the common terminal. Further, the output terminal is connected to the control terminal of the constant current driver 31. Note that a small-capacity capacitor C2 and a smoothing electrolytic capacitor C3 are connected between the output terminal and the common-side terminal.
[0059]
The driving voltage applied between VLED and GND of the two-core wiring 2 is a pulse voltage V as shown in FIG. _P Between the base voltage V _B Exists.
[0060]
Then, the pulse voltage V _P Is applied between the two-core wiring 2, the light emitting diode 1 connected to the output terminal of the constant current driver 31 is turned on (lit). Pulse voltage V _P Disappears and the base voltage V _B Then, since the voltage applied to the light emitting diode 1 becomes equal to or lower than the forward voltage, the light emitting diode 1 is turned off (turned off). And the pulse voltage V _P And the adjacent base voltage V _B Pulse voltage V for one cycle of _P Is performed in proportion to the on-duty at the rate of
[0061]
6 and 7 show a recessed marker light used in the first embodiment of the marker light system of the present invention, FIG. 6 is a plan view, and FIG. 7 is an enlarged view along the line VI-VI ′ in FIG. It is sectional drawing. 7, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0062]
In the present embodiment, the airport embedded marker light ML includes a marker light body 10 and a marker light emitting module LedM, and is attached to a base (not shown).
[0063]
The marker lamp main body 10 is mainly composed of an upper lamp body 11 and a lower lamp body 12, and has an internal space 10a.
[0064]
The upper lamp body 11 has a bulging portion 11a, a light guiding groove 11b, and a light projecting window 11c on an upper surface thereof. The bulging portion 11a is formed on the upper surface of the upper lamp body 2a1 in the shape of a truncated cone having a circular flat top surface in the center and a conical slope extending from the top surface to the periphery of the upper lamp body 11. A pair of the light guide grooves 11b are alternately arranged at point-symmetric positions centered on the center of the upper lamp body 11 in FIG. The desired number of the light guide grooves 11b can be provided. The light guide groove 11b is open at the slope of the truncated cone of the bulging portion 11a and communicates with the internal space 10a of the lamp body 10. The light projecting window 11c is provided at a communication portion between the light guide groove 11b and the internal space 10a of the lamp body 10. The light projecting window 11c has a prism fixed inside in a liquid-tight manner.
Further, as shown in FIG. 6, a plurality of bolt insertion holes (not shown) for connecting the upper lamp body 11 and the lower lamp body 12 to form the lamp body 10 are provided at the periphery of the lamp body 10 and the lamp. A plurality of bolt insertion holes 102 for fixing the body 10 to the base 20 are formed.
[0065]
The lower lamp body 12 has a dish shape, is covered with the upper lamp body 11 by stud bolts (not shown), and forms an internal space 10a in cooperation with the upper lamp body 11.
Although not shown, a terminal block for obtaining power by connecting to the base is provided.
[0066]
Although the circuit configuration of the light emitting module LedM for a marker lamp is shown in FIG. 1 (or FIG. 4), after the light emitting diode 1 and the driving circuit 3 are mounted on the wiring board 2, a transparent heat conductive resin is used. It is cast by the casting body 4 and further attached to the thermally conductive attachment body 5 having the attachment portion 5a. The heat conductive mounting body 5 is fixed to the inner surface of the upper lamp body 11 by screwing a screw s downward through the mounting portion 5a. In addition, in FIG. 7, the light emitting module LedM for a marker light is not shown in cross section. And it is arrange | positioned so that the light which generate | occur | produced from the light-emitting module LedM for marker lights may enter into the through-hole window 11c.
[0067]
Then, the light generated from the light emitting module LedM for the marker light is refracted when passing through the through-hole window 11c, and has a predetermined elevation angle with respect to the roadbed surface, passes through the inside of the light-guiding groove 11b, and transmits the marker light Irradiated as
[0068]
On the other hand, in parallel with the light emission of the marker light emitting module LedM, the heat generated by the light emitting diode is mainly conducted from the heat conductive mounting body 5 to the upper lamp body 11 and dissipated.
As a result, the temperature rise of the light emitting diode is suppressed, so that the light emitting diode maintains lighting with high luminous efficiency.
[0069]
In the case of an airport recessed sign light, the sign light is mounted and installed in a base buried in the roadbed, and the heat generated by the light emitting diodes transmitted to the sign light main body 10 is transmitted from the upper light body 11. Further, the electric power is transmitted to the base and diffused into the roadbed to be dissipated.
[0070]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the light emitting diode is turned on and off by turning on and off a driving voltage applied to a series circuit of the light emitting diode and a constant current driver for driving the light emitting diode. It is possible to provide a light-emitting diode illuminating device capable of blinking and dimming a light-emitting diode and having a small variation in light emission amount and chromaticity among a plurality of light-emitting diodes.
[0071]
According to the invention of claim 2, by controlling the drive voltage applied to the series circuit of the light emitting diode and the constant current driver for driving the light emitting diode and the control circuit, the drive voltage applied to the light emitting diode becomes equal to or higher than the forward voltage. As a result, the light emitting diode is turned on, the light emitting diode is turned off so that the driving voltage applied to the light emitting diode is equal to or lower than the forward voltage, and the control circuit is continued in both the on and off states of the light emitting diode. The light emitting diode illuminating device can be provided.
[0072]
According to the third aspect of the present invention, there is provided a sign lamp in which the remaining portion of the light emitting diode lighting device according to the first or second aspect except for the driving power source is disposed, and the first and second extending portions extend therefrom. By providing a driving power supply in the light emitting diode lighting device of the above, and a two-core wiring connecting between the driving power supply and the marker light, it is possible to provide a marker light system having the effect of claim 1 or 2. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram of a light emitting diode lighting device showing a first embodiment of a light emitting diode lighting device and a marker light system of the present invention.
FIG. 2 is a block circuit diagram of the same drive power supply.
FIG. 3 is a waveform diagram of a driving voltage;
FIG. 4 is a block circuit diagram showing a light-emitting diode lighting device and a marker light system according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a waveform diagram of the same drive voltage.
FIG. 6 is a plan view showing a recessed marker light used in the first embodiment of the marker light system of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along the line VI-VI ′ of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plurality of light emitting diodes, 31 ... Constant current driver, 32 ... Voltage conversion circuit, 33 ... Oscillator, LedM ... Light emitting diode module, ML ... Marking light, W ... 2 core wiring

Claims

A light emitting diode;
A constant current driver for driving the light emitting diode;
And a driving power supply for applying a driving voltage to a series circuit of the light emitting diode and the constant current driver, wherein the light emitting diode is turned on and off by turning on and off the driving voltage.

A light emitting diode;
A constant current driver for driving the light emitting diode;
A control circuit for controlling the constant current driver;
A driving power supply for applying a driving voltage to a series circuit of the light emitting diode and the constant current driver and a control circuit; and controlling the driving power supply so that the driving voltage applied to the light emitting diode becomes equal to or higher than the forward voltage. To turn on the light emitting diode, turn off the light emitting diode so that the driving voltage applied to the light emitting diode is equal to or lower than the forward voltage, and continue to apply the control circuit both on and off the light emitting diode. A light emitting diode illuminating device characterized in that:

3. A sign light having a remaining portion thereof, excluding a driving power supply, in the light emitting diode lighting device according to claim 1 or 2;
3. A driving power source for the light emitting diode lighting device according to claim 1 extending from the marker light;
And a two-core wiring for connecting between the driving power supply and the marker light.