JP2007005258A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体発光素子を光源とする照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device using a solid light emitting element as a light source.
近年、薄型の固体発光素子として有機EL素子の研究が盛んである。有機EL素子は、有機化合物から成る薄膜の発光層を電極で挟持した構成で、電極間に電流を供給すると発光する素子である。有機EL素子は薄型かつ軽量の発光素子が構成でき、また駆動電圧が数Vから十数V程度と従来主流の光源である放電灯と比べて駆動電圧が低いため、点灯装置を安価に構成でき、薄型かつ軽量の照明器具への応用が期待できる。 In recent years, organic EL devices have been actively studied as thin solid-state light emitting devices. An organic EL device is a device in which a thin light emitting layer made of an organic compound is sandwiched between electrodes and emits light when a current is supplied between the electrodes. The organic EL element can be configured as a thin and lightweight light-emitting element, and the driving voltage is about several to several tens of volts, which is lower than that of a discharge lamp that is a conventional mainstream light source. Application to thin and lightweight lighting fixtures can be expected.
ところで、照明装置を利用するにあたり、省電力や照明の演出性といった観点から照明装置の調光が一般に行われており、従来の有機EL素子を用いた照明装置として、特許文献1に記載されたものがある。
By the way, in using an illuminating device, dimming of the illuminating device is generally performed from the viewpoint of power saving and lighting performance, and is described in
この従来例は、図4に示すように、交流電源PSから供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段20と、コンバータ手段20から供給される直流電流をオン/オフして有機EL素子10に順方向の電流を間欠的に供給するスイッチング手段30と、交流入力電源PSよりも高いスイッチング周波数でスイッチング手段30のオン/オフを切り換えさせるとともに、スイッチング手段30のオンデューティー比を制御する制御手段40とを備えた照明装置であって、ダイヤル等により使用者等が所望の輝度に調整可能な外部調光機構によって、所望の輝度値となるようにオンデューティー比を制御手段40によって制御し、該オンデューティー比に応じてスイッチング手段30をオン/オフすることで有機EL素子10を点滅発光させている。ここでスイッチング手段30は交流電源PSよりも高い周波数でスイッチングを行うため、輝度のちらつきを防止するとともに発光寿命を向上させている。また制御手段40においてオンデューティー比を可変的に制御することで、所望の輝度を得ることができるようになっている。
ところで、上記従来例のような照明装置を調光型の蛍光灯照明器具と組合わせて使用し、該蛍光灯照明器具の蛍光灯安定器用の調光コントローラで照明装置及び蛍光灯照明器具を同時に調光する場合が考えられる。この種の調光コントローラと蛍光灯照明器具との組み合わせにおいては、調光に用いる調光信号としては、調光比(全点灯時を100%とした明るさ)とオンデューティー比が正比例の関係にある調光信号と、調光比とオンデューティー比が逆比例の関係にある調光信号のいずれかが使用される。正比例の関係にある調光信号を使用する場合は、調光コントローラで調光比を上げた時に、照明装置と蛍光灯照明器具のいずれの照明も明るくなり問題無いが、逆比例の関係にある調光信号を使用する場合には、調光コントローラで調光比を上げた時に、蛍光灯照明器具では照明が明るくなる一方で、照明装置では照明が暗くなり照明装置と蛍光灯照明器具との調光が統一されないという問題があった。 By the way, the illumination device as in the above conventional example is used in combination with a dimming type fluorescent lamp lighting fixture, and the lighting device and the fluorescent lamp lighting fixture are simultaneously used by the dimming controller for the fluorescent lamp stabilizer of the fluorescent lamp lighting fixture. The case of dimming is considered. In the combination of this type of dimming controller and fluorescent lamp luminaire, the dimming signal used for dimming is directly proportional to the dimming ratio (brightness with 100% when fully lit) and on-duty ratio. Any one of the dimming signal and the dimming signal in which the dimming ratio and the on-duty ratio are inversely proportional to each other are used. When using dimming signals that are directly proportional, when the dimming ratio is increased by the dimming controller, both the lighting device and the fluorescent lamp illuminator will be bright, but there is no problem, but there is an inversely proportional relationship. When a dimming signal is used, when the dimming ratio is increased by the dimming controller, the illumination is brightened in the fluorescent lamp luminaire, while the illuminator is dimmed and the illumination becomes dark. There was a problem that dimming was not unified.
本発明は、上記問題に鑑みて為されたもので、蛍光灯照明器具と同時に使用する場合にも蛍光灯照明器具で用いられる調光信号によって調光が統一できるような照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an illuminating device in which dimming can be unified by a dimming signal used in a fluorescent lamp illuminator even when used simultaneously with the fluorescent lamp illuminator. With the goal.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、光源となる固体発光素子と、外部からの調光信号に基づいて固体発光素子に対する直流電圧の印加を入切して光源の調光を行う調光手段とを備え、該調光信号としてオンデューティ比と光源の明るさとが逆比例の関係にあるパルス幅変調信号を用いた照明装置であって、前記調光手段は、入力される調光信号のオンデューティー比が大きくなるにつれて単位時間当たりの電圧印加時間が短くなるように固体発光素子に直流電圧を供給し、入力される調光信号のオンデューティー比が小さくなるにつれて単位時間当たりの電圧印加時間が長くなるように固体発光素子に直流電圧を供給している。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention controls the dimming of the light source by turning on and off the application of a DC voltage to the solid state light emitting device and the solid state light emitting device based on a dimming signal from the outside. A lighting device using a pulse width modulation signal in which the on-duty ratio and the brightness of the light source are inversely proportional to each other. A DC voltage is supplied to the solid state light emitting device so that the voltage application time per unit time is shortened as the on-duty ratio of the dimming signal increases, and per unit time as the on-duty ratio of the input dimming signal decreases. The direct current voltage is supplied to the solid state light emitting device so that the voltage application time is longer.
請求項2の発明は、上記目的を達成するために、前記調光手段が、HiとLoの二値から成る調光信号を反転してスイッチング素子の制御端子に出力する反転回路と、固体発光素子と直列に接続され制御端子に入力される信号がHiレベルであるとオンとなり固体発光素子に直流電圧を供給しLoレベルであるとオフとなるスイッチング素子とを有している。 According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, the dimming means inverts a dimming signal composed of binary values of Hi and Lo and outputs the inverted signal to the control terminal of the switching element, and solid state light emission The switching element is connected in series with the element and turned on when the signal input to the control terminal is at the Hi level, supplies a DC voltage to the solid state light emitting element, and turns off when the signal is at the Lo level.
本発明によれば、調光比とオンデューティー比とが逆比例の関係にある調光信号を反転させて用いることで、蛍光灯照明器具と固体発光素子を用いた照明装置とを同時に使用しても、蛍光灯照明器具に用いられる調光コントローラの調光信号によって調光を統一することができる。 According to the present invention, a dimming signal in which the dimming ratio and the on-duty ratio are inversely proportional to each other is used by reversing, so that a fluorescent lamp illuminator and a lighting device using a solid light emitting element can be used simultaneously. However, the dimming can be unified by the dimming signal of the dimming controller used for the fluorescent lamp lighting apparatus.
(実施形態1)
以下、本発明の第一の実施形態について図1を用いて説明する。本実施形態は、光源となる固体発光素子1と、蛍光灯照明器具の調光に用いられる調光コントローラ2からの調光信号に基づいて固体発光素子1への直流電圧の印加を入切して固体発光素子1の調光を行う調光手段3とを備えている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, application of a DC voltage to the solid state
固体発光素子1は、たとえば有機EL素子のように規定の方向に直流電圧が印加されることで発光するもので、ここでは直流電源から供給される直流電圧により駆動しており、調光手段3によって直流電圧の印加を入切することで単位時間当たりの発光時間を変化させることで調光している。また有機EL素子の他に、発光ダイオード等の他の固体発光素子を用いても構わない。
The solid-state
調光コントローラ2の前面には操作部2aと電源スイッチ2bとが備えられている。操作部2aはレバーになっており、図における上下方向にスライドさせることで調光コントローラ2に内臓された可変抵抗器の抵抗値を変更し、該抵抗値に対応した調光比に従ってパルス幅変調された調光信号を出力する。該調光信号によって、蛍光灯照明器具及び固体発光素子1を用いた照明装置それぞれの調光比を同時に調節することができる。ここで調光信号はHiとLoの二値から成るパルス幅変調信号で、該調光コントローラ2から出力される調光信号は調光比とオンデューティー比が逆比例の関係にあるため、調光つまみ2aを前記上側方向、すなわち調光比を上げる方向にスライドさせるとオンデューティー比が小さくなり、前記下側方向、すなわち調光比を下げる方向にスライドさせるとオンデューティー比が大きくなるようになっている。電源スイッチ2bは、調光コントローラ2の電源である交流電源から供給される交流電力を入切するものである。
An
調光手段3はHiとLoの二値から成る調光信号を反転してスイッチング素子の制御端子に出力する反転回路3aと、固体発光素子1と直列に接続されて、制御端子に入力される信号がHiレベルであるとオンとなり固体発光素子1に直流電圧を供給し、Loレベルであるとオフとなるスイッチング素子3bとで構成される。調光信号は電圧が10V、周波数が1kHzのものが一般的であるので、スイッチング素子3bに低電圧でも駆動することができるMOSFETを用いると調光信号によって直接駆動することが可能である。またスイッチング素子3bを直接駆動しない場合には、調光信号をスイッチング素子3bの制御信号として利用し、駆動用にバッファ回路を設ければよい。
The dimming means 3 is connected in series to the inverting
以下、本発明の動作を説明する。固体発光素子1は直流電源と調光手段3と直列に接続されており、調光手段3のスイッチング素子3bのオン/オフの切り換えによって直流電圧の印加の入切を行うことで点滅発光する。スイッチング素子3bは調光コントローラ2から出力される調光信号を反転回路3aによって反転させたパルス幅変調信号により駆動し、該パルス幅変調信号がHiの時にスイッチをオンにすることで固体発光素子1に直流電圧を供給し、Loの時にスイッチをオフにする。
The operation of the present invention will be described below. The solid-state
たとえば図2(b)に示すオンデューティー比が50%の調光信号の場合の明るさと比較すると、同図(a)のように、オンデューティー比が25%の調光信号の場合、反転回路3aによってオンデューティー比が75%のパルス幅変調信号に変換され、この信号によってスイッチング素子3bを駆動するため、単位時間当たりの電圧印加時間が長くなり固体発光素子1の明るさはオンデューティー比が50%の場合と比較して明るくなる。同図(c)のように、オンデューティー比が75%の調光信号の場合は、反転回路3aによってオンデューティー比が25%のパルス幅変調信号に変換され、この信号によってスイッチング素子3bを駆動するため、単位時間当たりの電圧印加時間が短くなり固体発光素子1の明るさはオンデューティー比が50%の場合と比較して暗くなる。上述のように、照明装置において調光コントローラ2から出力される調光信号を反転して使用することで、照明装置と蛍光灯照明器具の調光が統一される。
For example, when compared with the brightness in the case of the dimming signal having an on-duty ratio of 50% shown in FIG. 2B, the inversion circuit in the case of the dimming signal having an on-duty ratio of 25% as shown in FIG. 3a is converted into a pulse width modulation signal having an on-duty ratio of 75%, and the
(実施形態2)
以下、本発明の第二の実施形態について図3を用いて説明する。本実施形態は、第一の実施形態と基本構成及び動作はほぼ同じであるが、図3に示すように、固体発光素子1を複数個直列に接続しており、これら固体発光素子1と直列に接続された調光手段3によって調光を行っている。また第一の実施形態では固体発光素子1の電源として直流電源を用いていたが、本実施形態では調光コントローラ2に用いられている交流電源から供給される交流電圧を、交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ回路4aと電解コンデンサ4bから成る整流回路4を通して平滑直流電圧にして、この直流電圧を用いて複数の固体発光素子1を発光させている。また、これら固体発光素子1は第一の実施形態と同様に、調光コントローラ2の調光信号を反転回路3aによって反転させたパルス幅変調信号をスイッチング素子3bに入力することで発光させており、点灯状態は図2と同じである。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has substantially the same basic configuration and operation as the first embodiment, but a plurality of solid state
交流電圧を整流して得られる平滑直流電圧をVd、固体発光素子1の定格時のオン電圧をVoとすると、固体発光素子1はVd/Voを越えない最大の整数個まで原理的に接続可能である。ただし、実際には交流電源の周期のリプルが存在するために電圧が少なからず変動し、またスイッチング素子3bのオン電圧や損失等を考慮すると、原理的な数より1個少ない数以下で用いることが望ましい。また昇圧チョッパ回路又は降圧チョッパ回路を用いることで平滑直流電圧を調節し、任意の個数の固体発光素子1を発光させることができる。
Assuming that the smoothing DC voltage obtained by rectifying the AC voltage is Vd, and the rated on-voltage of the solid state light emitting
1 固体発光素子
2 調光コントローラ
2a 調光つまみ
2b 電源スイッチ
3 調光手段
3a 反転回路
3b スイッチング素子
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The dimming means inverts a dimming signal consisting of binary values of Hi and Lo and outputs the inverted signal to the control terminal of the switching element, and a signal connected to the solid state light emitting element in series and input to the control terminal is Hi. The lighting device according to claim 1, further comprising: a switching element that is turned on when the level is reached, supplies a DC voltage to the solid state light emitting element, and is turned off when the level is the Lo level.
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