JP2009129687A - Light emitting diode lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオードを光源とする発光ダイオード照明器具に関する。 The present invention relates to a light-emitting diode luminaire using a light-emitting diode as a light source.
従来から、互いに発光色が異なる複数の発光ダイオードと、これらの光出力を測定する光センサと、光センサによる測定結果に基づき、発光ダイオードの発光強度を制御する制御手段とを備えた発光装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置においては、基本的に、すべての発光ダイオードが発光し、照明光として白色光が出力されるが、所定の期間には、1つ又は2つ以上の発光ダイオードが順に点灯され、その光出力が光センサにより検出されて、各色の発光ダイオードの光出力が求められる。そして、その結果に基づいて、各発光ダイオードが制御手段により制御され、照明光が所望の白色点で安定する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a light-emitting device including a plurality of light-emitting diodes having different emission colors, an optical sensor that measures the light output, and a control unit that controls the light emission intensity of the light-emitting diode based on the measurement result of the optical sensor It is known (see, for example, Patent Document 1). In this device, basically, all the light emitting diodes emit light and white light is output as illumination light. However, one or two or more light emitting diodes are turned on sequentially in a predetermined period, and the light is emitted. The output is detected by a light sensor, and the light output of each color light emitting diode is obtained. And based on the result, each light emitting diode is controlled by the control means, and the illumination light is stabilized at a desired white point.
また、上記の発光装置と同様の部材で構成されており、基本的には、制御手段により発光ダイオードへの供給電流が発光色ごとに制御され、照明光として白色光を出力する発光ダイオード照明器具が知られている(例えば、特許文献2参照)。この器具において、発光ダイオードには電流がパルス状に送られ、所定の期間には、1色の発光ダイオードへの電流パルスがオンとされ、その他の発光ダイオードへの電流パルスはオフとされて、発光ダイオードが1色ずつ順に点灯され、それぞれの光出力が光センサにより検出される。制御手段はその検出結果に基づいて各発光ダイオードの光出力を制御し、照明光の色度を所望と色度とする。 Further, the light-emitting diode illuminating device is composed of the same members as the light-emitting device described above, and basically controls the supply current to the light-emitting diode for each emission color by the control means, and outputs white light as illumination light. Is known (see, for example, Patent Document 2). In this instrument, a current is sent to the light emitting diodes in a pulsed manner. In a predetermined period, a current pulse to one color light emitting diode is turned on, and a current pulse to the other light emitting diodes is turned off. The light emitting diodes are turned on one by one in order, and each light output is detected by a light sensor. The control means controls the light output of each light emitting diode based on the detection result, and sets the chromaticity of the illumination light as desired and chromaticity.
ところで、特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、照明光の色度の高精度な制御が可能となるが、各色の発光ダイオードの光出力検出時に、発光ダイオードを順に点灯させるため、測定対象の発光ダイオードに対しては電源をオンし、測定対象外の発光ダイオードに対しては電源をオフする必要があるので、度重なる電源のオン・オフによって電源回路に負荷がかかり、電源回路が故障する虞がある。
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、各色の発光ダイオードの光出力検出のため各色の発光ダイオードへの電源供給をオン・オフしてそれらを順に点灯させる必要をなくして、電源回路への負荷を低減させることで、電源回路の故障を防ぐことができる発光ダイオード照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and it is necessary to turn on / off the power supply to the light emitting diodes of the respective colors in order to detect the light output of the light emitting diodes of the respective colors, and turn them on in order. An object of the present invention is to provide a light-emitting diode luminaire that can prevent a failure of a power supply circuit by eliminating the load and reducing the load on the power supply circuit.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、互いに分光分布が異なる複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードを点灯させるための電源回路と、前記発光ダイオードの光出力を検出する光センサと、前記光センサの検出結果に基づき、前記電源回路から前記発光ダイオードの各々に供給される電流を制御することで、該発光ダイオードの各々の光出力を制御する制御部と、を備えた発光ダイオード照明器具において、前記光センサは、その受光感度分布が、各発光ダイオードの分光分布に対応し、かつ、互いに重複しないように構成されているものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の発光ダイオード照明器具において、前記光センサは、前記受光感度分布に加えて、前記発光ダイオードの分光分布から外れた波長帯域に受光感度分布をさらに持つものである。 According to a second aspect of the present invention, in the light-emitting diode illuminator according to the first aspect, in addition to the light-receiving sensitivity distribution, the optical sensor further has a light-sensitive sensitivity distribution in a wavelength band that deviates from the spectral distribution of the light-emitting diode. Is.
請求項1の発明によれば、光センサの受光感度分布は、発光色の異なる発光ダイオードの各々の分光分布に対応し、かつ、互いに重複しないので、光センサにより各色の発光ダイオードの光出力を同時に検出することができる。その結果、従来のように各色の発光ダイオードの光出力検出のため各色の発光ダイオードへの電力供給をオン・オフしてそれらを順に点灯させるがなくなり、全ての色の発光ダイオードを点灯させた状態で各色の光出力を検出することが可能となり、電源回路にかかる負荷を低減させることができる。このため、電源回路の故障を防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention, the light receiving sensitivity distribution of the photosensor corresponds to the spectral distribution of each of the light emitting diodes having different emission colors and does not overlap with each other. It can be detected at the same time. As a result, there is no need to turn on / off the power supply to the light emitting diodes of each color in order to detect the light output of the light emitting diodes of each color as in the past, and the light emitting diodes of all colors are lit. Thus, the light output of each color can be detected, and the load on the power supply circuit can be reduced. For this reason, failure of the power supply circuit can be prevented.
請求項2の発明によれば、光センサにより発光ダイオードの出力光の波長帯域外の光を検出することができるので、外光は一般的にその光強度が波長に拘らず略一定であることから、その検出結果に基づいて、外光における各発光ダイオードの出力光と略同じ波長の光強度を推定することができ、従って、その推定結果に基づいて光センサによる各発光ダイオードの光出力の検出結果を補正することで、外光による検出誤差をなくすことができる。このため、光出力の高精度な検出に基づいて発光ダイオードの高精度な光出力制御が可能となり、照明光の色度を高精度に所望の色度とすることができる。
According to the invention of
以下、本発明の第1の実施形態に係る発光ダイオード照明器具(以下、照明器具という)について図1乃至図3を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る照明器具の構成を示す。この照明器具1は、互いに分光分布が異なる複数の発光ダイオード(以下、LEDという)2と、LED2を点灯させるための点灯回路3と、LED2の光出力を検出する光センサ4と、点灯回路3に電源を供給するための電源回路5と、光センサ4の検出結果に基づき、電源回路5からLED2の各々に供給される電流を制御することで、LED2の各々の光出力を制御する制御部6と、を備える。光センサ4は、その受光感度分布が、各LED2の分光分布に対応し、かつ、互いに重複しないように構成されている。
Hereinafter, a light-emitting diode lighting apparatus (hereinafter referred to as a lighting apparatus) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a configuration of a lighting fixture according to the present embodiment. The
LED2には、赤色LED21、緑色LED22及び青色LED23(以下、赤色LED21等と総称する)が含まれており、これらは基板24に実装されてLEDモジュール25を構成する。赤色LED21等の各々の光出力のピーク波長は、例えば、略620[nm]、540[nm]、460[nm]とする。ピーク波長の数値は上記に限定されない。赤色LED21等からは、各々の光出力が制御され、それらの合成光として白色光が出力されている。
The
図2は、光センサ4の構成を示す。光センサ4は、赤色光透過フィルタ41、緑色光透過フィルタ42及び青色光透過フィルタ43(以下、赤色光透過フィルタ41等と総称する)と、これらの各々に対応して透過光を検出する3個の光検出素子44、45、46とにより構成されている。
FIG. 2 shows the configuration of the
赤色光透過フィルタ41は、赤色ガラス基板で構成された光学的なバンドパスフィルタから成る。このバンドパスフィルタは、そのバンド幅が赤色LED21の光出力のピーク波長(略620[nm])に対して±略40[nm]の波長帯域内に収まるように設定されており、光検出素子44による受光感度を赤色LED21の光出力のピーク波長frと略等しい受光波長において最大とする。緑色光透過フィルタ42及び青色光透過フィルタ43も、緑色LED22及び青色LED23との間で、また光検出素子45、46との間で、同様の関係を有するように構成されている。また、赤色光透過フィルタ41等の各々は、光検出素子44〜46の各々による受光感度分布が互いに重複しないように、そのバンド幅が設定されている。バンド幅は、ガラス基板の色度又は色素成分の濃度等の調整により設定可能である。光検出素子44〜46はフォトトランジスタ又はフォトダイオード等により構成することができる。なお、バンド幅は上記に限定されない。
The red
図3は、赤色LED21等の分光分布と光センサ4の受光感度分布とを示す。光検出素子44による受光感度分布F1は、上述の赤色光透過フィルタ41のフィルタ特性に依存するので、赤色LED21の分光分布S1と対応しており、受光感度が有効な受光波長帯域は、例えば、略580〜660[nm]とされる。同様に、光検出素子45による受光感度分布F2は、緑色LED22の分光分布S2と対応しており、受光感度が有効な受光波長帯域は、例えば、略500〜580[nm]とされる。また、光検出素子46による分光分布S3は、青色LED23の分光分布S3と対応しており、受光感度が有効な受光波長帯域は、例えば、略420〜500[nm]とされる。
FIG. 3 shows the spectral distribution of the
本実施形態においては、光センサ4の受光感度分布は、赤色光透過フィルタ41等により調整され、赤色LED21等の各々の分光分布に対応し、かつ、互いに重複しないので、赤色LED21等の各々の光出力を同時に検出することができる。その結果、従来のように各色のLEDの光出力検出のため各色のLEDへの電力供給をオン・オフしてそれらを順に点灯させる必要がなくなり、全ての色のLEDを点灯させた状態で各色の光出力を検出することが可能となる。従って、電源回路5にかかる負荷を低減させることができ、電源回路5の故障を防ぐことができる。
In the present embodiment, the light reception sensitivity distribution of the
次に、本発明の第2の実施形態に係る照明器具について図4及び図5を参照して説明する。本実施形態の照明器具は光センサ以外の構成が第1の実施形態と同じであるため、全体的な構成の図示は省略する。図4は、本実施形態に係る照明器具の光センサの構成を示す。この照明器具1の光センサ4は、第1の実施形態の構成と比べ、赤外線透過フィルタ47及び紫外線透過フィルタ48と、これらの各々に対応して透過光を検出する2個の光検出素子49、50とをさらに備える。赤外線透過フィルタ47及び紫外線透過フィルタ48は、赤色LED21等の分光分布から外れた波長帯域の光、すなわち赤外線及び紫外線を透過する。
Next, the lighting fixture which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.4 and FIG.5. Since the configuration of the lighting fixture of the present embodiment is the same as that of the first embodiment except for the optical sensor, the overall configuration is not shown. FIG. 4 shows a configuration of an optical sensor of the lighting fixture according to the present embodiment. Compared with the configuration of the first embodiment, the
赤外線透過フィルタ47は、誘電体膜が表面に蒸着されたガラス基板で構成された光学的なバンドパスフィルタから成り、このバンドパスフィルタは、そのバンド幅が紫外線の所定の波長、例えば略900[nm]の波長に対して±略40[nm]の波長帯域内に収まるように設定されており、光検出素子49による受光感度を略900[nm]の受光波長において最大とする。
The
紫外線透過フィルタ48も、上記と同様に構成されたバンドパスフィルタから成り、このバンドパスフィルタは、そのバンド幅が赤外線の所定の波長、例えば略300[nm]の波長に対して±略40[nm]の波長帯域内に収まるように設定されており、光検出素子50による受光感度を略300[nm]の受光波長において最大とする。光検出素子49、50はフォトトランジスタ又はフォトダイオード等により構成することができる。
The
図5は、赤色LED21等の分光分布と光検出素子44〜46、49、50による受光感度分布とを示す。赤色LED21等の分光分布及び光検出素子44〜46の受光感度分布については上述の図3において説明したので、それらの説明は省略する。光検出素子49による受光感度分布F4は、受光感度の有効な受光波長帯域が、例えば、略860〜940[nm]の波長範囲に設定されており、光検出素子50による受光感度分布F5は、受光感度の有効な受光波長帯域が、例えば、略260〜340[nm]の波長範囲に設定されている。このように、光センサ4は、上述の受光感度分布F1〜F3に加えて、赤色LED21等の分光分布S1〜S3から外れた波長帯域に受光感度分布F4、F5をさらに有する。
FIG. 5 shows the spectral distribution of the
本実施形態においては、光検出素子49、50により赤色LED21等の出力光の波長帯域外の光、具体的には赤外線及び紫外線を検出することができる。ところで、外光は一般的にその光強度が波長に拘らず略一定である。従って、上記の検出結果に基づいて、外光における赤色LED21等の出力光と略同じ波長の光強度を推定することができ、その推定結果に基づいて光検出素子44〜46による赤色LED21等の各々の光出力の検出結果を補正することで、外光による検出誤差をなくすことができる。このため、光出力の高精度な検出に基づいて赤色LED21等の高精度な光出力制御が可能となり、照明光の色度又は色温度を高精度に所望の色度又は色温度とすることができる。その結果、外光が多い屋外においても、照明光の高精度な色度又は色温度制御が可能となる。
In the present embodiment, the
なお、本発明は、上記第1及び第2の実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、赤色光透過フィルタ41、緑色光透過フィルタ42、青色光透過フィルタ43、赤外線透過フィルタ47及び紫外線透過フィルタ48は、誘電体膜、金属膜又はこれらの組み合わせ、若しくはこれらのいずれかが表面に蒸着されたガラス基板、又は、色ガラス以外で、波長選択性を有する光吸収部材が分散されたガラス基板等で構成されていてもよい。この場合、光検出素子44〜46、49、50による受光感度分布を制御するため、誘電体膜又は金属膜の膜厚、若しくは光吸収部材の材料が調整される。
In addition, this invention is not limited to the structure of the said 1st and 2nd embodiment, A various deformation | transformation is possible according to the intended purpose. For example, the red
1 発光ダイオード照明器具
2 LED
21 赤色LED
22 緑色LED
23 青色LED
4 光センサ
41 赤色光透過フィルタ
42 緑色光透過フィルタ
43 青色光透過フィルタ
44〜46,49,50 光検出素子
47 赤外線透過フィルタ
48 紫外線透過フィルタ
5 電源回路
6 制御部
1
21 Red LED
22 Green LED
23 Blue LED
4
Claims (2)
前記光センサは、その受光感度分布が、各発光ダイオードの分光分布に対応し、かつ、互いに重複しないように構成されていることを特徴とする発光ダイオード照明器具。 A plurality of light emitting diodes having different spectral distributions from each other, a power supply circuit for lighting the light emitting diode, a light sensor for detecting a light output of the light emitting diode, and a detection result of the light sensor, from the power supply circuit In a light-emitting diode luminaire comprising: a control unit that controls a light output of each light-emitting diode by controlling a current supplied to each light-emitting diode;
The light sensor has a light receiving sensitivity distribution corresponding to a spectral distribution of each light emitting diode and does not overlap each other.
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