JP2007080865A - Ｌｅｄ光源 - Google Patents

Abstract

【課題】赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを含む簡単な回路構成で、それらＬＥＤから得られる特定色をほぼ一定に維持し、コストの増大を抑える。
【解決手段】ＬＥＤ光源。これは、赤色ＬＥＤ１２１、緑色ＬＥＤ１２２及び青色ＬＥＤ１２３と、赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を電流制御信号に従って調整する電流駆動部１３１と、ＬＥＤ１２２，１２３に流れる電流を一定の設定電流に調整する電流駆動部１３２，１３３と、赤色ＬＥＤ１２１の発光量に関連する検出信号を出力する受光センサ１４と、その検出信号から得られる値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、電流制御信号を電流駆動部１３１に出力するマイコン１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤色の波長を含む光、緑色の波長を含む光及び青色の波長を含む光を、特定色の混色光を生成するようにそれぞれ発する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを含むＬＥＤ光源に関するものである。

以前より、この種のＬＥＤ光源は種々提案されている。例えば、特許文献１には、少なくとも２つ以上の異なる光を出射するＬＥＤを有する発光部と、この光を受光する少なくとも３波長成分の光エネルギーをそれぞれ測定する一つ以上の受光センサと、これからの信号に基づいてＬＥＤの駆動電流値を、受光センサの測定値が予め設定されたホワイトバランスの測定値になるように調整する調整手段とを備えた白色光ＬＥＤ照明装置が記載されている。この装置によれば、長時間の使用でＬＥＤの光量が低下しても、予め設定されたホワイトバランスで照明を維持することができる。

また、ＬＥＤの発光量に関連する検出信号を出力する温度センサが、上記受光センサに代えて使用される場合もある（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００４−２５３３０９号公報 特表２００４−５１５８９１号公報

しかしながら、上記いずれの背景技術においても、ＬＥＤ光源が赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを含む場合には、これらの各ＬＥＤの発光量を、センサから得られる検出信号に基づいて補正する必要があるため、回路が複雑となり、またコスト増大の要因となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを含む簡単な回路構成で、それらＬＥＤから得られる特定色をほぼ一定に維持することができ、コストの増大を抑えることができるＬＥＤ光源を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１記載の発明のＬＥＤ光源は、赤色の波長を含む光、緑色の波長を含む光及び青色の波長を含む光を、特定色の混色光を生成するようにそれぞれ発する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤと、前記赤色ＬＥＤに流れる電流を電流制御信号に従って調整する赤色用電流駆動手段と、前記緑色ＬＥＤに流れる電流を一定の設定電流に調整する緑色用電流駆動手段と、前記青色ＬＥＤに流れる電流を一定の設定電流に調整する青色用電流駆動手段と、前記赤色ＬＥＤの発光量に関連する検出信号を出力する検出手段と、この検出手段から出力される検出信号から得られる値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、前記電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力する制御手段とを備えることを特徴とする。

この構成において、各ＬＥＤの光量は、接合温度が上昇して安定するまで減少する傾向にあるが、赤色ＬＥＤの光量に比べ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの光量はあまり減少しないので、本ＬＥＤ光源の動作の間、検出信号から得られる値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、電流制御信号を赤色用電流駆動手段に出力することにより、それらＬＥＤから得られる特定色をほぼ一定に維持することができる。また、回路構成が簡単であり、コストの増大を抑えることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のＬＥＤ光源において、前記検出手段は、前記赤色ＬＥＤの発光量に応じた電気信号を前記検出信号として出力する受光センサであり、前記制御手段は、前記受光センサから出力される検出信号から得られる発光量の値が前記予め決定された発光量の値に等しくなるように、前記検出信号から得られた発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも小さい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を増大するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力し、前記検出信号から得られた発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも大きい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を低減するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力することを特徴とする。この構成によれば、受光センサの検出信号を直接的に利用することができるので、各ＬＥＤから得られる特定色をほぼ一定に維持するための処理が簡単になる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のＬＥＤ光源において、前記検出手段は、前記赤色ＬＥＤ近傍の温度に応じた電気信号を前記検出信号として出力する温度センサであり、前記制御手段は、前記温度センサから出力される検出信号から得られる値に基づいて、前記赤色ＬＥＤの発光量を予測・換算して推定発光量の値を算出し、この推定発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも小さい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を増大するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力し、前記推定発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも大きい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を低減するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力することを特徴とする。この構成によれば、接合温度に起因するＬＥＤの特性変化を適正に補正することができる。

本発明によれば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを含む簡単な回路構成で、それらＬＥＤから得られる特定色をほぼ一定に維持することができ、コストの増大を抑えることができる。

図１は本発明による一実施形態のＬＥＤ光源の概略構成図である。この実施形態のＬＥＤ光源は、抵抗１１１及び赤色ＬＥＤ１２１と、抵抗１１２及び緑色ＬＥＤ１２２と、抵抗１１３及び青色ＬＥＤ１２３とを定電圧源の正極端子と負極端子（グランド）との間に直列に接続して備え、また、赤色用、緑色用及び青色用の電流駆動部１３１〜１３３と、受光センサ１４と、マイコン１０とを備える。

電流駆動部１３１は、例えば赤色ＬＥＤ１２１のカソードの側に直列に介設され、赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を電流制御信号に従って調整する。具体的には、起動後の動作の間、赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流が、マイコン１０からフィードバック制御で連続的に送出される電流制御信号によって連続的に調整される。

電流駆動部１３２は、例えば緑色ＬＥＤ１２２のカソードの側に直列に介設され、緑色ＬＥＤ１２２に流れる電流を一定の設定電流に調整（定電流駆動）する。同様に、電流駆動部１３３は、例えば青色ＬＥＤ１２３のカソードの側に直列に介設され、青色ＬＥＤ１２３に流れる電流を一定の設定電流に調整（定電流駆動）する。

受光センサ１４は、赤色ＬＥＤ１２１の発光量に応じた電気信号を検出信号としてマイコン１０に出力する例えばフォトダイオードである。なお、これに限らず、フォトトランジスタ又はＣＣＤ等でもよい。

マイコン１０は、プログラム及び予め決定された発光量の値等を記憶する記憶装置等を含み、本ＬＥＤ光源全般の制御を実行する。例えば、受光センサ１４から出力される検出信号から得られる値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、上記電流制御信号をフィードバック制御で連続的に電流駆動部１３１に出力する。具体的には、マイコン１０は、受光センサ１４から出力される検出信号から得られる発光量の値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、検出信号から得られた発光量の値が予め決定された発光量の値よりも小さい場合には赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル増大するための電流制御信号を電流駆動部１３１に出力し、検出信号から得られた発光量の値が予め決定された発光量の値よりも大きい場合には赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル低減するための電流制御信号を電流駆動部１３１に出力する。

次に本実施形態の動作を説明する。本ＬＥＤ光源が起動して動作すると、その動作の間において、赤色ＬＥＤ１２１の発光量に応じた検出信号が受光センサ１４からマイコン１０の所定のＡ／Ｄ変換ポートに出力される。

次いで、マイコン１０において、受光センサ１４から出力される検出信号から得られる発光量の値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、電流制御信号が電流駆動部１３１に出力される。

このとき、検出信号をＡ／Ｄ変換して得られた値が赤色ＬＥＤ１２１の発光量の値として使用され、これが予め決定された発光量の値よりも小さければ、赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル増大するための電流制御信号が電流駆動部１３１に出力される。これにより、電流駆動部１３１が赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル増大するように調整するので、赤色ＬＥＤ１２１の発光量がその所定レベル分だけ増大する。

一方、赤色ＬＥＤ１２１の発光量の値が予め決定された発光量の値よりも大きければ、赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル低減するための電流制御信号が電流駆動部１３１に出力される。これにより、電流駆動部１３１が赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル低減するように調整するので、赤色ＬＥＤ１２１の発光量がその所定レベル分だけ低減する。

ここで、各ＬＥＤの光量は、図２に示すように、接合温度が上昇して安定するまで減少する傾向にあるが、赤色ＬＥＤ１２１の光量に比べ、緑色ＬＥＤ１２２及び青色ＬＥＤ１２３の光量はあまり減少しない。従って、上記のようなフィードバック制御を本ＬＥＤ光源の動作の間、繰り返し実行することにより、それらＬＥＤから得られる特定色、例えば白色をほぼ一定に維持することができる。また、回路構成が簡単であり、コストの増大を抑えることができる。

なお、本実施形態では、抵抗１１１、赤色ＬＥＤ１２１、電流駆動部１３１及び受光センサ１４と、抵抗１１２、緑色ＬＥＤ１２２及び電流駆動部１３２と、抵抗１１３、青色ＬＥＤ１２３及び電流駆動部１３３とが、それぞれ１組ずつ設けられる構成になっているが、それぞれ複数組ずつ設けられる構成でもよい。また、その構成において、受光センサ１４は、複数の赤色ＬＥＤに対して１つ兼用で設けられる構成でもよい。

一代替実施形態において、ＬＥＤ光源は、受光センサ１４に代えて、赤色ＬＥＤ１２１近傍の温度、例えば赤色ＬＥＤ１２１の実装基板の温度に応じた電気信号を検出信号として出力する例えばサーミスタ等の温度センサを備える。そして、マイコン１０は、温度センサから出力される検出信号から得られる値に基づいて、赤色ＬＥＤ１２１の発光量を予測・換算して推定発光量の値を算出する。次いで、マイコン１０は、推定発光量の値が予め決定された発光量の値よりも小さい場合には赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル増大するための電流制御信号を電流駆動部１３１に出力し、推定発光量の値が予め決定された発光量の値よりも大きい場合には赤色ＬＥＤ１２１に流れる電流を所定レベル低減するための電流制御信号を電流駆動部１３１に出力する。この実施形態によっても、赤色ＬＥＤ１２１、緑色ＬＥＤ１２２及び青色ＬＥＤ１２３を含む簡単な回路構成で、それらＬＥＤから得られる特定色をほぼ一定に維持することができ、コストの増大を抑えることができる。

本発明による一実施形態のＬＥＤ光源の概略構成図である。 ＬＥＤ光源の動作の間に、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの各発光量が変化する様子を示す図である。

符号の説明

１０ マイコン
１１１〜１１３ 抵抗
１２１ 赤色ＬＥＤ
１２２ 緑色ＬＥＤ
１２３ 青色ＬＥＤ
１４ 受光センサ

Claims (3)

1. 赤色の波長を含む光、緑色の波長を含む光及び青色の波長を含む光を、特定色の混色光を生成するようにそれぞれ発する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤと、
   前記赤色ＬＥＤに流れる電流を電流制御信号に従って調整する赤色用電流駆動手段と、
   前記緑色ＬＥＤに流れる電流を一定の設定電流に調整する緑色用電流駆動手段と、
   前記青色ＬＥＤに流れる電流を一定の設定電流に調整する青色用電流駆動手段と、
   前記赤色ＬＥＤの発光量に関連する検出信号を出力する検出手段と、
   この検出手段から出力される検出信号から得られる値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、前記電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力する制御手段と
   を備えることを特徴とするＬＥＤ光源。
2. 前記検出手段は、前記赤色ＬＥＤの発光量に応じた電気信号を前記検出信号として出力する受光センサであり、
   前記制御手段は、前記受光センサから出力される検出信号から得られる発光量の値が前記予め決定された発光量の値に等しくなるように、前記検出信号から得られた発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも小さい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を増大するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力し、前記検出信号から得られた発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも大きい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を低減するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力する
   ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
3. 前記検出手段は、前記赤色ＬＥＤ近傍の温度に応じた電気信号を前記検出信号として出力する温度センサであり、
   前記制御手段は、
   前記温度センサから出力される検出信号から得られる値に基づいて、前記赤色ＬＥＤの発光量を予測・換算して推定発光量の値を算出し、
   この推定発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも小さい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を増大するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力し、前記推定発光量の値が前記予め決定された発光量の値よりも大きい場合には前記赤色ＬＥＤに流れる電流を低減するための電流制御信号を前記赤色用電流駆動手段に出力する
   ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
   

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