JP2009130304A - Lighting system and drive circuit for the same - Google Patents

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武 田中
Tadayoshi Yamamoto
忠義 山本
Katsunori Fujiwara
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Tsuru Gakuen
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Tsuru Gakuen
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system, and a drive circuit for the lighting system capable of increasing the number of light emitting diodes to be mounted, and of extracting light efficiently to an external. <P>SOLUTION: The lighting system 1 includes a light emitting diode matrix 4, a substrate 6 for mounting the light emitting diode matrix 4, a light reflector 7 provided on the substrate 6. The light reflector 7 includes a sidewall part 9 for reflecting emitted light from each light emitting diode 30. The light reflector 7 may include a through-hole 8 for housing the light emitting diode matrix 4 for each light emitting diode matrix. and a surface of the sidewall part 9 is covered with light reflecting material. The through-hole 8 may be formed of the cone-shaped sidewall part 9 which is enlarged in a light emitting direction of the light emitting diode matrix 4. The drive circuit for the lighting system can be driven by a single DC power source. With this structure, the lighting system 1 having an enhanced mounting density of the light emitting diodes 30, increased light emission luminance, and a good heat diffusion property can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は照明装置及び照明装置用駆動回路に係り、さらに、詳しくは、発光ダイオード等を用いた照明装置及び照明装置用駆動回路に関する。   The present invention relates to a lighting device and a driving circuit for the lighting device, and more particularly to a lighting device and a driving circuit for the lighting device using a light emitting diode or the like.

発光ダイオード(以下、適宜にLEDとも呼ぶ)は、各種の色が自由に発光できるようになり、白色発光ダイオードの場合には、蛍光灯を凌駕する発光効率が得られつつある。   Light emitting diodes (hereinafter also referred to as LEDs as appropriate) can emit various colors freely, and in the case of white light emitting diodes, light emission efficiency exceeding that of fluorescent lamps is being obtained.

電球型の発光ダイオードは、従来の白熱電球と同じソケットを使用する発光ダイオードである。したがって、白熱電球の代わりに使用でき、寿命が長いためにメンテナンスフリーであり、初期の導入費用が高くても、長期的には資源やエネルギーが節約される。   A light bulb type light emitting diode is a light emitting diode that uses the same socket as a conventional incandescent light bulb. Therefore, it can be used in place of an incandescent bulb, is maintenance-free due to its long life, and saves resources and energy in the long term even if the initial introduction cost is high.

従来の電球型発光ダイオードとしては、例えば、特許文献1に開示されている砲弾型の発光ダイオードをプリント基板上に配置した構造が知られている。   As a conventional light bulb type light emitting diode, for example, a structure in which a bullet type light emitting diode disclosed in Patent Document 1 is arranged on a printed board is known.

特許文献2には、発光ダイオードとしてチップ型LED、所謂表面実装型LEDを用いた電球型発光ダイオードが開示されている。   Patent Document 2 discloses a light bulb type light emitting diode using a chip type LED, a so-called surface mount type LED, as a light emitting diode.

さらに、特許文献3には、本発明の発明者の一人により、発光ダイオードチップをマトリクス状に配列した発光素子実装基板が開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a light emitting element mounting substrate in which light emitting diode chips are arranged in a matrix by one of the inventors of the present invention.

特開2005−337000号公報JP 2005-337000 A 特開2004−343025号公報JP 2004-343025 A 特開2004−259785号公報JP 2004-259785 A

しかしながら、従来の照明装置は、砲弾型の発光ダイオードや表面実装型LEDを用いているために、発光ダイオードの側面側に漏れる発光を効率良く取り出せないという課題がある。
また、発光ダイオードチップをマトリクス状に配列した発光素子実装基板があるが、構造が複雑であった。
However, since the conventional lighting device uses a bullet-type light emitting diode or a surface-mounted LED, there is a problem that light emitted from the side surface of the light emitting diode cannot be efficiently extracted.
Further, although there is a light emitting element mounting substrate in which light emitting diode chips are arranged in a matrix, the structure is complicated.

本発明は上記課題に鑑み、発光ダイオードの実装数を増大させ、外部に効率良く光を取り出すことができる照明装置と、さらに、単一の直流電源で動作する照明装置用駆動回路を提供することを目的としている。   In view of the above problems, the present invention provides a lighting device capable of increasing the number of mounted light emitting diodes and efficiently extracting light to the outside, and a driving circuit for a lighting device that operates with a single DC power source. It is an object.

上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、発光ダイオードマトリクスと、発光ダイオードマトリクスを載置する基板と、基板上に設けられる光反射体と、を備え、光反射体は、発光ダイオード毎に発光した光を反射する側壁部を有している。
上記構成において、光反射体には、好ましくは、発光ダイオードマトリクス毎に発光ダイオードを収容する貫通孔が形成されている。
側壁部の表面が、好ましくは、光反射材料により被覆されている。貫通孔が、好ましくは、発光ダイオードマトリクスの発光方向に拡開した錐体形状の側壁部でなる。
In order to achieve the above object, an illumination device of the present invention includes a light emitting diode matrix, a substrate on which the light emitting diode matrix is placed, and a light reflector provided on the substrate, and the light reflector is provided for each light emitting diode. A side wall portion that reflects the emitted light.
In the above configuration, the light reflector is preferably formed with a through hole for accommodating the light emitting diode for each light emitting diode matrix.
The surface of the side wall is preferably coated with a light reflecting material. The through-hole is preferably a cone-shaped side wall portion that expands in the light emitting direction of the light emitting diode matrix.

上記構成によれば、発光ダイオードマトリクスとその駆動回路とが、基板上に配置されていて、各発光ダイオードの周囲には貫通孔が設けられ、この貫通孔の側壁には光反射体が形成されているので、LEDから出射した光の散乱がなく発光効率のよい照明装置を実現することができる。   According to the above configuration, the light-emitting diode matrix and its drive circuit are arranged on the substrate, and through holes are provided around each light-emitting diode, and a light reflector is formed on the side walls of the through-holes. Therefore, it is possible to realize an illumination device that does not scatter light emitted from the LED and has good light emission efficiency.

上記構成において、さらに、発光ダイオードマトリクスの駆動回路を備え、該駆動回路は、前記発光ダイオードマトリクスの発光ダイオードに対する駆動電流を制御する電流制御用集積回路と、電流制御用集積回路を制御する点灯制御用集積回路と、該点灯制御用集積回路に設定信号を送出する設定回路と、を備え、上記点灯制御用集積回路は、上記電流制御用集積回路の駆動用電圧を供給する。上記構成において、駆動回路は、好ましくは、直流電源を備えている。   The above-described configuration further includes a driving circuit for the light emitting diode matrix, and the driving circuit includes a current control integrated circuit for controlling a driving current for the light emitting diode of the light emitting diode matrix, and a lighting control for controlling the current control integrated circuit. And a setting circuit that sends a setting signal to the lighting control integrated circuit, and the lighting control integrated circuit supplies a driving voltage for the current control integrated circuit. In the above configuration, the drive circuit preferably includes a DC power source.

上記構成によれば、直流電源が簡素化され、製造コストの低減及び照明装置の小型化が実現できる。   According to the above configuration, the DC power supply can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced and the lighting device can be downsized.

上記目的を達成するため、本発明の照明装置用駆動回路は、第1の電圧で動作する点灯制御用集積回路と、点灯制御用集積回路からの制御信号により発光ダイオードの駆動電流を制御し第2の電圧で動作する電流制御用集積回路と、点灯制御用集積回路に設定信号を送出する設定回路と、を、備え、点灯制御用集積回路は、電流制御用集積回路に第2の電圧を供給する。
上記構成において、好ましくは、第1の電圧は発光ダイオードマトリクスに印加される電圧であり、第2の電圧は第1の電圧よりも低い電圧である。
In order to achieve the above object, a driving circuit for a lighting device according to the present invention controls a driving current of a light emitting diode by controlling a lighting control integrated circuit that operates at a first voltage and a control signal from the lighting control integrated circuit. An integrated circuit for current control that operates at a voltage of 2 and a setting circuit that sends a setting signal to the integrated circuit for lighting control, and the integrated circuit for lighting control supplies a second voltage to the integrated circuit for current control. Supply.
In the above configuration, preferably, the first voltage is a voltage applied to the light-emitting diode matrix, and the second voltage is a voltage lower than the first voltage.

上記構成によれば、単一の直流電源で動作する発光ダイオードマトリクスなどの照明装置用駆動回路を提供することができ、低減及び照明装置の小型化が実現できる。 According to the above configuration, it is possible to provide a driving circuit for an illuminating device such as a light emitting diode matrix that operates with a single DC power supply, and reduction and downsizing of the illuminating device can be realized.

本発明によれば、発光ダイオードの実装密度を高め、発光輝度を高くし、かつ、熱放散性の良好な照明装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mounting density of a light emitting diode can be raised, light emission brightness can be made high, and the illuminating device with favorable heat dissipation can be provided.

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
最初に、本発明の第1の実施形態に係る照明装置について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示す図であり、(A)は上平面図、(B)は(A)のX−X線に沿う断面図であり、図2は、第1の実施形態に係る照明装置1の構成を模式的に示す下面図である。
図1及び図2に示すように、照明装置1は、外囲器2と外囲器2内に収容された照明部3とから構成されている。外囲器2の光出射側の表面には窓部2Aが備えられている。照明部3は、発光ダイオードマトリクス4と発光ダイオードマトリクス4の図示しない駆動回路と、が載置される基板6と、基板6上にマトリクス状に並べられた各発光ダイオード30の出射光を上方へ取り出す光反射体7とで構成されている。発光ダイオードマトリクス4は、複数の発光ダイオード30を直列接続して一組とし、この組を複数組並列に並べて構成されている。窓部2Aは光を透過する材料からなり、例えばガラスやプラスチックを用いることができる。上記光反射体7は、上記各発光ダイオード30を収容する貫通孔○○と該各発光ダイオード30の上面を除いた周囲を取り囲む貫通孔8の側壁部9とを有して第1の基板6上に載置されている。
光反射体7は、全体が光反射部材、例えば光反射率の高い金属等で構成されることができるが、本実施の形態では、例えばプリント基板等の基板の側壁部9に光反射膜を蒸着やメッキ等で形成した光反射体7で成っている。この光反射体7は、基板に各発光ダイオード30を配置する位置に沿って貫通孔8を形成すると共に、その側壁部9に光反射膜9Aを上記方法等で形成して成る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Initially, the illuminating device concerning the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of the illumination device according to the first embodiment, in which (A) is an upper plan view, and (B) is a cross-sectional view taken along line XX in (A). FIG. 2 is a bottom view schematically showing the configuration of the illumination device 1 according to the first embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the lighting device 1 includes an envelope 2 and a lighting unit 3 accommodated in the envelope 2. A window portion 2 </ b> A is provided on the light emitting surface of the envelope 2. The illuminating unit 3 has a substrate 6 on which the light emitting diode matrix 4 and a driving circuit (not shown) of the light emitting diode matrix 4 are mounted, and light emitted from the light emitting diodes 30 arranged in a matrix on the substrate 6 upward. The light reflector 7 is taken out. The light-emitting diode matrix 4 is configured by connecting a plurality of light-emitting diodes 30 in series to form a set, and arranging the sets in parallel. The window 2A is made of a material that transmits light, and for example, glass or plastic can be used. The light reflector 7 has a through hole ◯ that accommodates each light emitting diode 30 and a side wall portion 9 of the through hole 8 that surrounds the periphery of the light emitting diode 30 except for the upper surface thereof. It is placed on top.
The light reflector 7 can be entirely composed of a light reflecting member, for example, a metal having a high light reflectance, but in this embodiment, a light reflecting film is provided on the side wall 9 of a substrate such as a printed circuit board. The light reflector 7 is formed by vapor deposition or plating. The light reflector 7 is formed by forming the through holes 8 along the positions where the light emitting diodes 30 are arranged on the substrate, and forming the light reflecting film 9A on the side wall portion 9 by the above method or the like.

よって、上記した本実施形態の照明部3は、図1(B)に示すように、照明部3の基板5が、発光ダイオードマトリクス4を実装する第1の基板6と、発光ダイオードマトリクス4の各発光ダイオード30を囲い反射板の機能を有する第2の基板7とからなる。発光ダイオードマトリクス4は、上記構成の複数の発光ダイオード30を第1の基板6に平面状に配置した構成を意味している。   Therefore, as shown in FIG. 1B, the illumination unit 3 of the present embodiment described above includes the first substrate 6 on which the light-emitting diode matrix 4 is mounted and the light-emitting diode matrix 4 of the substrate 5 of the illumination unit 3. Each light-emitting diode 30 is enclosed by a second substrate 7 that functions as a reflector. The light-emitting diode matrix 4 means a configuration in which the plurality of light-emitting diodes 30 having the above-described configuration are arranged on the first substrate 6 in a planar shape.

図2に示すように、発光ダイオードマトリクス4が実装される第1の基板6の裏面には、発光ダイオードマトリクス4を駆動する駆動回路10が載置されている。   As shown in FIG. 2, a driving circuit 10 for driving the light emitting diode matrix 4 is mounted on the back surface of the first substrate 6 on which the light emitting diode matrix 4 is mounted.

次に、発光ダイオードマトリクス4の載置構造について説明する。
図3は、図2の照明部3を拡大した模式図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のX−X線に沿う部分断面図を示している。
図3に示すように、光反射体7は、発光ダイオード30毎に発光した光を反射する側壁部9を有している。光反射体7には、発光ダイオードマトリクス4毎に発光ダイオードマトリクス4を収容する貫通孔8が形成されている。光反射体7には、基板を用いることができる。
Next, the mounting structure of the light emitting diode matrix 4 will be described.
3 is an enlarged schematic view of the illuminating unit 3 of FIG. 2, (A) is a plan view, and (B) is a partial cross-sectional view taken along line XX of (A).
As shown in FIG. 3, the light reflector 7 has a side wall portion 9 that reflects light emitted from each light emitting diode 30. In the light reflector 7, a through-hole 8 that accommodates the light-emitting diode matrix 4 is formed for each light-emitting diode matrix 4. A substrate can be used for the light reflector 7.

第1の基板6に載置された発光ダイオード30A〜30Dは、第2の基板7に設けられた円形等の形状を有する貫通孔8(スルーホールとも呼ぶ)に挿入される構造を有している。図示の場合には、第2の基板7の貫通孔8は円形であるが、四角形、多角形、星型などの形状でもよい。第2の基板7に設けられた貫通孔8の側壁部9は、金属、ガラス等の鏡面構造の光反射材料により被覆されている。貫通孔8の側壁部9は光反射材料からなる光反射膜9Aにより被覆されており、例えば、半田メッキが施されている。これらの貫通孔8は、第1の基板6に載置された発光ダイオードマトリクス4の各発光ダイオード30からの光を基板上方に反射させる鏡の作用を有している。したがって、第2の基板7の側壁部9の高さは、発光ダイオード30の高さよりも高くすることにより反射率を高めることができる。
ここで、図3に示した発光ダイオードは表面実装型であるが、砲弾型の発光ダイオードを用いてもよい。
The light emitting diodes 30 </ b> A to 30 </ b> D placed on the first substrate 6 have a structure inserted into a through hole 8 (also referred to as a through hole) having a circular shape or the like provided on the second substrate 7. Yes. In the illustrated case, the through hole 8 of the second substrate 7 is circular, but may be a quadrilateral, polygonal, star shape or the like. The side wall 9 of the through hole 8 provided in the second substrate 7 is covered with a light reflecting material having a mirror surface structure such as metal or glass. The side wall portion 9 of the through hole 8 is covered with a light reflecting film 9A made of a light reflecting material, and for example, solder plating is applied. These through-holes 8 have a function of a mirror that reflects light from each light emitting diode 30 of the light emitting diode matrix 4 placed on the first substrate 6 to the upper side of the substrate. Accordingly, the reflectance can be increased by making the height of the side wall portion 9 of the second substrate 7 higher than the height of the light emitting diode 30.
Here, the light-emitting diode shown in FIG. 3 is a surface-mount type, but a bullet-type light-emitting diode may be used.

図4は、貫通孔8の変形例を示す拡大断面図である。
図4に示すように、さらなる高輝度化を図る為に、発光ダイオード30A〜30Bが挿入される貫通孔8の形状を、発光ダイオードマトリクス4の発光方向に拡開した錐体状の側壁部9となるように形成し、側壁部9に光反射膜9を被膜して、反射効率を高めると一層効果的である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a modified example of the through hole 8.
As shown in FIG. 4, in order to further increase the brightness, the shape of the through hole 8 into which the light emitting diodes 30 </ b> A to 30 </ b> B are inserted is expanded in the light emitting direction of the light emitting diode matrix 4. It is more effective if the light reflection film 9 is coated on the side wall portion 9 to increase the reflection efficiency.

図5は、図1の照明部3に使用する第1の基板6を拡大した模式図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のX−X線に沿う断面図を示している。
図5(A)に示すように、第1の基板6には、発光ダイオード30が3個直列接続された2組の発光ダイオード30A〜30Fが載置され、各発光ダイオード30A〜30Fは回路パターン上に半田で接合されている。第1の基板6の裏面には、銅箔が形成されている。
FIG. 5 is an enlarged schematic view of the first substrate 6 used in the illumination unit 3 of FIG. 1, (A) is a plan view, and (B) is a sectional view taken along line XX of (A). Show.
As shown in FIG. 5A, two sets of light emitting diodes 30A to 30F in which three light emitting diodes 30 are connected in series are placed on the first substrate 6, and each of the light emitting diodes 30A to 30F has a circuit pattern. Soldered on top. A copper foil is formed on the back surface of the first substrate 6.

図6は、図1の照明部3に使用する第2の基板7を拡大した模式図であり、(A)は平面図を、(B)は(A)のX1−X1線に沿う断面図を示している。
図6に示すように、第2の基板7は、第1の基板6上に載置された各発光ダイオード30A〜30Fが載置された場所に対応し、各発光ダイオード30A〜30Fよりも大きい寸法の貫通孔8が設けられている。
6 is an enlarged schematic view of the second substrate 7 used in the illumination unit 3 of FIG. 1, in which (A) is a plan view and (B) is a cross-sectional view taken along line X1-X1 of (A). Is shown.
As shown in FIG. 6, the second substrate 7 corresponds to the place where each light emitting diode 30 </ b> A to 30 </ b> F placed on the first substrate 6 is placed, and is larger than each light emitting diode 30 </ b> A to 30 </ b> F. A through-hole 8 with dimensions is provided.

第2の基板7は、第1の基板6にレジストまたは接着剤で張り合わされる。第2の基板7は、その上面だけにパターンを配置できる基板である。   The second substrate 7 is bonded to the first substrate 6 with a resist or an adhesive. The 2nd board | substrate 7 is a board | substrate which can arrange | position a pattern only on the upper surface.

第1の基板6及び第2の基板7には、所謂プリント基板等を使用することができる。プリント基板は絶縁材料からなる平面板状の基板からなり、その両面または片面には導電性材料からなる箔が貼り付けられている。プリント基板の絶縁材料としては、紙フェノール、ガラス・エポキシ、テフロン(登録商標)、セラミックス等を用いることができる。プラスチックからなるフィルムを基材として折り曲げが可能な可撓性のある所謂フレキシブル基板であってもよい。第2の基板7は、上記説明した発光ダイオードマトリクス4の側面からの光を反射することができれば、他の材料でもよい。   For the first substrate 6 and the second substrate 7, so-called printed boards can be used. The printed board is a flat plate-like board made of an insulating material, and a foil made of a conductive material is attached to both or one side thereof. As the insulating material for the printed circuit board, paper phenol, glass / epoxy, Teflon (registered trademark), ceramics, or the like can be used. It may be a flexible so-called flexible substrate that can be bent using a plastic film as a base material. The second substrate 7 may be made of another material as long as it can reflect light from the side surface of the light emitting diode matrix 4 described above.

ここで、第1の基板6及び第2の基板7の回路パターンを形成する材料としては、導電材料を用いるが、この導電材料の中でも光を反射し得る物質を用いることが好ましい。この導電材料は高反射性のものであればさらに好ましく、例えばこのような高反射性の導電材料としては、半田や金等の物質を使用することができる。特に、第2の基板7に設ける貫通孔8の壁面全体を上記のような高反射性の導電材料で形成することにより、その導電材料の表面において発光素子の側面からの光を効果的に反射させることができる。このため、この反射光が発光素子の前面への照射光に重畳されるので照明装置1の高輝度化が可能となる。   Here, as a material for forming the circuit patterns of the first substrate 6 and the second substrate 7, a conductive material is used. Among these conductive materials, it is preferable to use a substance capable of reflecting light. The conductive material is more preferably a highly reflective material. For example, a material such as solder or gold can be used as the highly reflective conductive material. In particular, the entire wall surface of the through-hole 8 provided in the second substrate 7 is formed of the highly reflective conductive material as described above, so that light from the side surface of the light emitting element is effectively reflected on the surface of the conductive material. Can be made. For this reason, since this reflected light is superimposed on the irradiation light to the front surface of a light emitting element, the illuminating device 1 can be made high-intensity.

第1の基板6及び第2の基板7上に形成される回路パターンは、銅箔などにより形成することができる。銅薄の厚さは15μmから50μm程度であればよい。回路パターンは、フォトリソグラフィ及びエッチング等の工程により形成することができる。回路パターンの形成後、パターンとなる銅箔の表面は、金メッキが施されてもよい。   Circuit patterns formed on the first substrate 6 and the second substrate 7 can be formed of copper foil or the like. The thickness of the copper thin film may be about 15 μm to 50 μm. The circuit pattern can be formed by a process such as photolithography and etching. After the circuit pattern is formed, the surface of the copper foil to be a pattern may be plated with gold.

図7(A)〜(C)は、第1の実施形態に係る照明装置1に用いる発光ダイオードマトリクス4を載置する基板の製造方法を模式的に説明する工程図である。
先ず、図7(A)に示すように、第1の基板6を用意して、発光ダイオードマトリクス4が載置する上側の表面には発光ダイオードマトリクス4の回路パターン6Aを、表面には駆動回路等の回路パターン6Bを形成する。
次に、図7(B)に示すように、第1の基板6の上面側に形成された配線パターン6Aに発光ダイオードマトリクス4の各発光ダイオード30を半田付けする。
最後に、図7(C)に示すように、第2の基板7の貫通孔8に第1の基板6に載置された各発光ダイオード30を挿入し、第1の基板6と第2の基板7が接着剤等を用いて張り合わせ、基板5を製作する。
7A to 7C are process diagrams schematically illustrating a method for manufacturing a substrate on which the light-emitting diode matrix 4 used in the illumination device 1 according to the first embodiment is mounted.
First, as shown in FIG. 7A, a first substrate 6 is prepared, a circuit pattern 6A of the light emitting diode matrix 4 is provided on the upper surface on which the light emitting diode matrix 4 is placed, and a driving circuit is provided on the surface. A circuit pattern 6B is formed.
Next, as shown in FIG. 7B, each light emitting diode 30 of the light emitting diode matrix 4 is soldered to the wiring pattern 6A formed on the upper surface side of the first substrate 6.
Finally, as shown in FIG. 7C, each light-emitting diode 30 placed on the first substrate 6 is inserted into the through hole 8 of the second substrate 7, and the first substrate 6 and the second substrate The substrate 7 is bonded using an adhesive or the like to manufacture the substrate 5.

図8は、第2の実施形態に係る照明装置20の構造を模式的に示し、(A)は正面図、(B)は部分断面図である。
図8(A)に示すように、照明装置20は、所謂電球型の照明装置であり、照明部20が口金21内に配置され、ガラスなどからなり端部が開口した略球部形状のカバー22が口金21の上部に接続している。口金21には、電極23,24が形成されている。口金21は、商用電源で点灯される所謂白熱電球用と同じ構造を有している。電極23,24には、直流電源14が接続されている。
FIG. 8 schematically shows the structure of the illumination device 20 according to the second embodiment, where (A) is a front view and (B) is a partial cross-sectional view.
As shown in FIG. 8A, the illuminating device 20 is a so-called bulb-type illuminating device, in which the illuminating unit 20 is disposed in a base 21 and is made of glass or the like, and has a substantially spherical shape with an end opened. 22 is connected to the upper part of the base 21. Electrodes 23 and 24 are formed on the base 21. The base 21 has the same structure as that for a so-called incandescent lamp that is lit by a commercial power source. A DC power supply 14 is connected to the electrodes 23 and 24.

図8(B)は、口金21内に配置される照明部3の断面図を示している。照明部20は、図1で示した照明部1と同じ構成を有している。   FIG. 8B shows a cross-sectional view of the illumination unit 3 disposed in the base 21. The illumination unit 20 has the same configuration as the illumination unit 1 shown in FIG.

図9は、第1の及び第2の実施形態の照明装置1,20に用いる発光ダイオード30の駆動回路の構成を示すブロック図である。
発光ダイオード30の駆動回路10は、発光ダイオードマトリクス4の駆動電流を制御する電流制御用集積回路11と、電流制御用集積回路11を制御する点灯制御用集積回路12と、点灯制御用集積回路12に設定信号を送出する設定回路13と、直流電源14とから構成されている。
直流電源14は、点灯制御用集積回路12に供給されており、第1の電圧と呼ぶことにする。直流電源14は、100V等の商用交流電源15を所定の電圧を有する直流に変換する回路である。直流電源14は、商用交流電源15を変圧器により降圧した交流を整流し、整流された脈流電圧を直流電源に整形するコンデンサなどからなるリップル除去のためのフィルタを備えている。直流電源14は、所謂スイッチング電源から構成されていてもよい。直流電源14の電圧は、例えば12V,24V,36V、48V等である。以下の説明においては、12Vとして説明する。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit of the light emitting diode 30 used in the lighting devices 1 and 20 of the first and second embodiments.
The drive circuit 10 of the light emitting diode 30 includes a current control integrated circuit 11 that controls the drive current of the light emitting diode matrix 4, a lighting control integrated circuit 12 that controls the current control integrated circuit 11, and a lighting control integrated circuit 12. Is configured by a setting circuit 13 for sending a setting signal to the power source and a DC power source 14.
The DC power source 14 is supplied to the lighting control integrated circuit 12 and will be referred to as a first voltage. The DC power supply 14 is a circuit that converts a commercial AC power supply 15 such as 100 V into a DC having a predetermined voltage. The DC power supply 14 includes a ripple removal filter including a capacitor that rectifies an alternating current obtained by stepping down the commercial AC power supply 15 using a transformer and shapes the rectified pulsating voltage into a DC power supply. The DC power supply 14 may be configured from a so-called switching power supply. The voltage of the DC power supply 14 is, for example, 12V, 24V, 36V, 48V or the like. In the following description, it is assumed that the voltage is 12V.

ここで、直流電源14は照明装置1に内蔵されてもよいし、照明装置1の外部に設けてもよい。図8に示したように、直流電源14を照明装置20に内蔵した場合には、照明装置20は、白熱電球と差し替えて使用できる。   Here, the DC power supply 14 may be built in the lighting device 1 or provided outside the lighting device 1. As shown in FIG. 8, when the DC power supply 14 is built in the lighting device 20, the lighting device 20 can be used by replacing it with an incandescent bulb.

点灯制御用集積回路12は、電流制御用集積回路11の駆動用信号を発生すると共に電流制御用集積回路11の駆動用電力を供給する機能を有している。これにより、電流制御用集積回路11は、点灯制御用集積回路12に供給される第1の電圧よりも低い第2の電圧、例えば5Vが供給される。以下の説明においては、電流制御用集積回路11は5Vで動作するとして説明する。   The lighting control integrated circuit 12 has a function of generating a driving signal for the current control integrated circuit 11 and supplying driving power for the current control integrated circuit 11. Thereby, the current control integrated circuit 11 is supplied with a second voltage lower than the first voltage supplied to the lighting control integrated circuit 12, for example, 5V. In the following description, it is assumed that the current control integrated circuit 11 operates at 5V.

直列接続した発光ダイオード30及び点灯制御用集積回路12の駆動電圧は、直流電源14(第1の電圧)から供給されているが、一般に電流制御用集積回路11の動作電圧(第2の電圧)である5Vよりも高い、例えば12Vという電圧である。したがって、点灯制御用集積回路12から電流制御用集積回路11へ動作用電圧を供給することで、直流電源14の簡素化が可能となっている。
これにより、本発明の照明装置1,20によれば、直流電源14が単一の電圧だけを出力すればよい。このため、直流電源14の構成が簡素化され、製造コストの低減及び照明装置1,20の小型化が実現できる。
The drive voltage of the light emitting diode 30 and the lighting control integrated circuit 12 connected in series is supplied from the DC power supply 14 (first voltage). Generally, the operating voltage (second voltage) of the current control integrated circuit 11 is used. The voltage is higher than 5V, for example, 12V. Therefore, the DC power supply 14 can be simplified by supplying the operating voltage from the lighting control integrated circuit 12 to the current control integrated circuit 11.
Thereby, according to the illuminating devices 1 and 20 of this invention, the DC power supply 14 should just output only a single voltage. For this reason, the configuration of the DC power source 14 is simplified, and the manufacturing cost can be reduced and the lighting devices 1 and 20 can be downsized.

上記で説明した発光ダイオード30の駆動回路10は、照明装置1,20に限らず他の照明装置用の駆動回路としても使用できる。   The driving circuit 10 of the light emitting diode 30 described above can be used not only as the lighting devices 1 and 20 but also as a driving circuit for other lighting devices.

発光ダイオードマトリクス4は、複数の発光ダイオード30を直列接続して一組とし、この組を複数組とした発光ダイオード30から構成されている。発光ダイオード30がGaN系の場合、順方向電圧は約3.5V程度である。直流電圧が12Vの場合には、発光ダイオード30を3個直列接続して一組とすることができる。組数は、照明装置1,20の明るさに応じて適宜に設定することができる。この組数は、電流制御用集積回路11の駆動数に応じて設計することもできる。したがって、組数は、例えば8組、16組、32組等という値を選定することができる。   The light-emitting diode matrix 4 includes a plurality of light-emitting diodes 30 that are connected in series to form a set, and the set is a plurality of sets. When the light emitting diode 30 is GaN-based, the forward voltage is about 3.5V. When the DC voltage is 12V, three light emitting diodes 30 can be connected in series to form a set. The number of sets can be appropriately set according to the brightness of the lighting devices 1 and 20. The number of sets can also be designed according to the number of driving of the current control integrated circuit 11. Therefore, as the number of groups, for example, a value of 8, 16, 32, etc. can be selected.

点灯制御用集積回路12は、発光ダイオードマトリクス4を連続(CW)点灯やパルス点灯させるための点灯制御回路である。点灯制御用集積回路12は複数の組の発光ダイオード30を、位相をずらしてパルス点灯させる回路であってもよい。   The lighting control integrated circuit 12 is a lighting control circuit for continuously (CW) lighting or pulse lighting the light emitting diode matrix 4. The lighting control integrated circuit 12 may be a circuit in which a plurality of sets of light emitting diodes 30 are pulsed with a phase shifted.

点灯制御用集積回路12が、発光ダイオードマトリクス4の複数組の発光ダイオード30を、位相をずらしてパルス点灯させる回路である場合には、以下のような構成とすることができる。点灯制御用集積回路12の一例としては、パルスの繰り返し周期、同一周期で点灯させるLED組の分割数、パルスのデューティを変更することができる。点灯制御用集積回路12は、クロック分周回路、パルス繰り返し周期制御回路、パルス発生回路の3つのブロックを備えて構成することができる。   In the case where the lighting control integrated circuit 12 is a circuit that causes a plurality of sets of light emitting diodes 30 of the light emitting diode matrix 4 to perform pulse lighting while shifting the phase, the following configuration can be adopted. As an example of the lighting control integrated circuit 12, it is possible to change the repetition period of the pulse, the number of divisions of the LED set to be lit in the same period, and the duty of the pulse. The lighting control integrated circuit 12 can be configured to include three blocks: a clock frequency dividing circuit, a pulse repetition period control circuit, and a pulse generation circuit.

クロック分周回路は、クロック(CLK)から入力されたクロック信号を分周して、基準クロック信号(SFTCLK)及びラッチ(LATCH)を生成する。クロック分周回路は、外部から入力するクロックに対して所定数の分周ができる。FRSEL信号により分周数を選択することができる。ここで、生成したSFTCLK信号及びLATCH信号は電流制御用集積回路11のクロック信号となる。また、クロック分周回路は、パルス繰り返し周期制御回路、パルス発生回路へ信号を供給する。   The clock divider circuit divides the clock signal input from the clock (CLK) to generate a reference clock signal (SFTCLK) and a latch (LATCH). The clock divider circuit can divide a predetermined number of clocks from an externally input clock. The frequency division number can be selected by the FRSEL signal. Here, the generated SFTCLK signal and LATCH signal are clock signals for the current control integrated circuit 11. The clock frequency divider circuit supplies a signal to the pulse repetition period control circuit and the pulse generation circuit.

パルス繰り返し周期制御回路は、パルスの繰り返し周期を制御する回路である。このパルス繰り返し周期制御回路は、クロック分周回路で生成した基準クロック信号及びLATCH信号をベースに2周期、3周期、4周期等の信号を生成する。DIVSEL信号によってパルス繰り返し周期を選択することができる。ここで、生成したDATA信号は、電流制御用集積回路11へのDATA信号となる。   The pulse repetition cycle control circuit is a circuit that controls the pulse repetition cycle. This pulse repetition period control circuit generates signals of two periods, three periods, four periods, etc. based on the reference clock signal and LATCH signal generated by the clock dividing circuit. The pulse repetition period can be selected by the DIVSEL signal. Here, the generated DATA signal becomes a DATA signal to the current control integrated circuit 11.

パルス発生回路は、パルスを発生する回路である。パルス幅は、パルス繰り返し周期制御回路で生成したDATA信号の周期に対して、1/4から1/32等の範囲で変更することができる。DUTYSEL信号によってパルス幅を選択することができる。ここで、生成したスタンバイ(STB)信号は電流制御用集積回路11のSTB信号となる。   The pulse generation circuit is a circuit that generates a pulse. The pulse width can be changed within a range from 1/4 to 1/32 or the like with respect to the period of the DATA signal generated by the pulse repetition period control circuit. The pulse width can be selected by the DUTYSEL signal. Here, the generated standby (STB) signal becomes the STB signal of the current control integrated circuit 11.

図10は、図9の電流制御用集積回路11による発光ダイオードマトリクス4の駆動方法の一例を示すブロック図である。図10は、発光ダイオードマトリクス4において、3個の発光ダイオード30を直列接続して一組とし、36組の発光ダイオード30が各16組ずつ二つの電流制御用集積回路11A,11Bにより点灯制御されている回路構成を有している。   FIG. 10 is a block diagram showing an example of a method of driving the light-emitting diode matrix 4 by the current control integrated circuit 11 of FIG. In FIG. 10, in the light-emitting diode matrix 4, three light-emitting diodes 30 are connected in series to form one set, and 36 sets of light-emitting diodes 30 are controlled to be turned on by two current control integrated circuits 11A and 11B. The circuit configuration is as follows.

本発明の照明装置1,20によれば、照明部3は、第1の基板6に基板に載置された発光ダイオードマトリクス4の各発光ダイオード30が第2の基板7の貫通孔8に挿入される形態としているので、製造時においては従来例の如き発光素子の位置ずれが無くなり、歩留まりや生産性の向上を図ることができる。   According to the illuminating devices 1 and 20 of the present invention, in the illuminating unit 3, each light emitting diode 30 of the light emitting diode matrix 4 placed on the first substrate 6 is inserted into the through hole 8 of the second substrate 7. Therefore, the position of the light emitting element as in the conventional example is eliminated at the time of manufacture, and the yield and productivity can be improved.

各発光ダイオード30は、第2の基板7の貫通孔8に設けた壁面で発光素子の側面全体からの光を反射させて出射光を増大させることができるので、照明装置1,20の高輝度化が可能となる。特に、貫通孔18の壁面に高光反射性の導電材料を設け、さらに壁面を錐体状にするなどすれば、さらなる高輝度化が可能となる。   Since each light emitting diode 30 can reflect the light from the entire side surface of the light emitting element by the wall surface provided in the through hole 8 of the second substrate 7 and increase the emitted light, the high luminance of the lighting devices 1 and 20. Can be realized. In particular, if a highly light-reflective conductive material is provided on the wall surface of the through-hole 18 and the wall surface is formed into a cone shape, the brightness can be further increased.

第1の基板6は、その裏面にも回路パターンを有しており、表面積を拡大させているので、発光ダイオードマトリクス4からの発熱を効果的に放熱することができる。これにより各発光ダイオード30は発熱し難くなるので、より有効に照明装置1,20の高輝度化を達成し得る。   Since the first substrate 6 also has a circuit pattern on the back surface and has an increased surface area, the heat generated from the light emitting diode matrix 4 can be effectively dissipated. As a result, each light emitting diode 30 is less likely to generate heat, so that the luminance of the lighting devices 1 and 20 can be increased more effectively.

本発明の照明装置1,20に用いる点灯制御用集積回路12は、電流制御用集積回路11の駆動用電源を供給することができるので、直流電源14の簡素化が可能となり、製造コストの低減及び照明装置1,20の小型化が実現できる。   Since the lighting control integrated circuit 12 used in the lighting devices 1 and 20 of the present invention can supply the driving power for the current control integrated circuit 11, the DC power supply 14 can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. And the size reduction of the illuminating devices 1 and 20 is realizable.

本発明の照明装置1,20に用いる発光ダイオード30の駆動回路10は、照明装置1,20に限らず、例えば広告や表示灯のような所謂ディスプレイなどのような他の照明装置用の駆動回路としても使用でき、単一の直流電源で動作するので各種照明装置の小型化を実現することができる。   The driving circuit 10 of the light emitting diode 30 used in the lighting devices 1 and 20 of the present invention is not limited to the lighting devices 1 and 20, but is a driving circuit for other lighting devices such as a so-called display such as an advertisement or an indicator lamp. Since it operates with a single DC power supply, it is possible to reduce the size of various lighting devices.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
図1に示す照明装置1を製作した。発光ダイオードマトリクス4は、市販の表面実装用の白色発光ダイオード96個から構成した。第2の基板7の貫通孔8は円形であり、第1の基板6に対してほぼ垂直な側壁部9を半田により被覆し光反射膜9Aとした。駆動回路10は、図9及び図10に示した回路構成とし、3個の直列接続した白色発光ダイオード30を一組とし、各16組を2つの電流制御用集積回路11A,11Bによりパルス駆動した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
The lighting device 1 shown in FIG. 1 was manufactured. The light emitting diode matrix 4 was composed of 96 commercially available white light emitting diodes for surface mounting. The through hole 8 of the second substrate 7 is circular, and a side wall portion 9 substantially perpendicular to the first substrate 6 is covered with solder to form a light reflecting film 9A. The drive circuit 10 has the circuit configuration shown in FIG. 9 and FIG. 10 and includes three white light emitting diodes 30 connected in series as one set, and each 16 sets are pulse-driven by two current control integrated circuits 11A and 11B. .

(比較例)
第2の基板以外は実施例と同様の構造にした比較例の照明装置を製作した。
(Comparative example)
A comparative illumination device having the same structure as the example except for the second substrate was manufactured.

同一条件で発光ダイオードマトリクス4を駆動した場合、第2の基板7に光反射用の貫通孔8を設けた実施例の照明装置1の照度は、比較例の照度に対して約20%から30%増大することが分かった。この結果から、実施例の照明装置1は、比較例の照明装置よりも高輝度であることが判明した。   When the light emitting diode matrix 4 is driven under the same conditions, the illuminance of the illumination device 1 of the example in which the through hole 8 for light reflection is provided in the second substrate 7 is about 20% to 30% with respect to the illuminance of the comparative example. % Increase was found. From this result, it was found that the lighting device 1 of the example had higher luminance than the lighting device of the comparative example.

本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。例えば、上記実施の形態において、発光ダイオードマトリクス4の配置や発光ダイオードマトリクス4の駆動回路10は照明装置1,20に応じて適宜に変更可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the arrangement of the light-emitting diode matrix 4 and the driving circuit 10 for the light-emitting diode matrix 4 can be appropriately changed according to the lighting devices 1 and 20.

第1の実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示す図であり、(A)は上平面図、(B)は(A)のX−X線に沿う断面図である。It is a figure which shows typically the structure of the illuminating device which concerns on 1st Embodiment, (A) is an upper top view, (B) is sectional drawing which follows the XX line of (A). 第1の実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示す下面図である。It is a bottom view which shows typically the structure of the illuminating device which concerns on 1st Embodiment. 図2の照明部を拡大した模式図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のX−X線に沿う部分断面図を示している。It is the schematic diagram which expanded the illumination part of FIG. 2, (A) is a top view, (B) has shown the fragmentary sectional view which follows the XX line of (A). 貫通孔の変形例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing a modification of a through hole. 図1の照明部に使用する第1の基板を拡大した模式図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のX−X線に沿う断面図を示している。It is the schematic diagram which expanded the 1st board | substrate used for the illumination part of FIG. 1, (A) is a top view, (B) has shown sectional drawing in alignment with the XX line of (A). 図1の照明部3に使用する第2の基板を拡大した模式図であり、(A)は平面図を、(B)は(A)のX1−X1線に沿う断面図を示している。It is the schematic diagram which expanded the 2nd board | substrate used for the illumination part 3 of FIG. 1, (A) is a top view, (B) has shown sectional drawing in alignment with the X1-X1 line | wire of (A). (A)〜(C)は、第1の実施形態に係る照明装置に用いる発光ダイオードマトリクスを載置する基板の製造方法を模式的に説明する工程図である。(A)-(C) are process drawings which illustrate typically the manufacturing method of the board | substrate which mounts the light emitting diode matrix used for the illuminating device which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る照明装置20の構造を模式的に示し、(A)は正面図、(B)は部分断面図である。The structure of the illuminating device 20 which concerns on 2nd Embodiment is shown typically, (A) is a front view, (B) is a fragmentary sectional view. 第1の及び第2の実施形態の照明装置に用いる発光ダイオードの駆動回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive circuit of the light emitting diode used for the illuminating device of 1st and 2nd embodiment. 図9の電流制御用集積回路による発光ダイオードマトリクスの駆動方法の一例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a method of driving a light emitting diode matrix by the current control integrated circuit of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

1,20:照明装置
2:外囲器
2A:窓部
3:照明部
4:発光ダイオードマトリクス
5:基板
6:第1の基板
6A,6B:回路パターン
7:光反射体(第2の基板)
8:貫通孔
9:側壁部
9A:光反射膜
10:駆動回路
11,11A,11B:電流制御用集積回路
12:点灯制御用集積回路
13:設定回路
14:直流電源
15:商用交流電源
21:口金
22:カバー
23,24:電極
30,30A〜30F:発光ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20: Illuminating device 2: Envelope 2A: Window part 3: Illuminating part 4: Light emitting diode matrix 5: Board | substrate 6: 1st board | substrate 6A, 6B: Circuit pattern 7: Light reflector (2nd board | substrate)
8: Through-hole 9: Side wall 9A: Light reflection film 10: Drive circuits 11, 11A, 11B: Integrated circuit for current control 12: Integrated circuit for lighting control 13: Setting circuit 14: DC power supply 15: Commercial AC power supply 21: Base 22: Cover 23, 24: Electrode 30, 30A-30F: Light emitting diode

Claims (8)

発光ダイオードマトリクスと、
該発光ダイオードマトリクスを載置する基板と、
該基板上に設けられる光反射体と、を備え、
上記光反射体は、発光ダイオード毎に発光した光を反射する側壁部を有している、照明装置。
A light emitting diode matrix;
A substrate on which the light emitting diode matrix is placed;
A light reflector provided on the substrate,
The said light reflector is an illuminating device which has a side wall part which reflects the light emitted for every light emitting diode.
前記光反射体には、前記発光ダイオードマトリクス毎に該発光ダイオードマトリクスを収容する貫通孔が形成されている、請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein a through-hole that accommodates the light-emitting diode matrix is formed for each light-emitting diode matrix in the light reflector. 前記側壁部の表面が、光反射材料により被覆されている、請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein a surface of the side wall portion is covered with a light reflecting material. 前記貫通孔が、前記発光ダイオードマトリクスの発光方向に拡開した錐体形状の側壁部でなる、請求項2に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 2, wherein the through-hole is a cone-shaped side wall portion that is expanded in a light emitting direction of the light emitting diode matrix. さらに、発光ダイオードマトリクスの駆動回路を備え、該駆動回路は、前記発光ダイオードマトリクスの発光ダイオードに対する駆動電流を制御する電流制御用集積回路と、電流制御用集積回路を制御する点灯制御用集積回路と、該点灯制御用集積回路に設定信号を送出する設定回路と、を備え、
上記点灯制御用集積回路は、上記電流制御用集積回路の駆動用電圧を供給する、請求項1に記載の照明装置。
Furthermore, a drive circuit for the light emitting diode matrix is provided, the drive circuit including a current control integrated circuit for controlling a drive current for the light emitting diodes of the light emitting diode matrix, and a lighting control integrated circuit for controlling the current control integrated circuit; A setting circuit for sending a setting signal to the integrated circuit for lighting control,
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting control integrated circuit supplies a driving voltage for the current control integrated circuit.
前記駆動回路は、直流電源を備えている、請求項5に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 5, wherein the drive circuit includes a DC power source. 第1の電圧で動作する点灯制御用集積回路と、
上記点灯制御用集積回路からの制御信号により発光ダイオードの駆動電流を制御し第2の電圧で動作する電流制御用集積回路と、
上記点灯制御用集積回路に設定信号を送出する設定回路と、を、備え、
上記点灯制御用集積回路は、上記電流制御用集積回路に第2の電圧を供給する、照明装置用駆動回路。
An integrated circuit for lighting control operating at a first voltage;
A current control integrated circuit that controls the drive current of the light emitting diode by a control signal from the lighting control integrated circuit and operates at a second voltage;
A setting circuit that sends a setting signal to the lighting control integrated circuit, and
The lighting control integrated circuit supplies a second voltage to the current control integrated circuit.
前記第1の電圧は発光ダイオードマトリクスに印加される電圧であり、前記第2の電圧は前記第1の電圧よりも低い電圧である、請求項7に記載の照明装置用駆動回路。   The lighting device drive circuit according to claim 7, wherein the first voltage is a voltage applied to a light emitting diode matrix, and the second voltage is a voltage lower than the first voltage.
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