JP2009519574A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

この発明は、複数のＬＥＤ及びＬＥＤ駆動システムを有するＬＥＤ照明装置に関する。前記ＬＥＤ駆動システムは、各ＬＥＤに対し、前記ＬＥＤの連続的な基本光出力を生じる基本電流を生成する基本光回路を含んでいる。更に、前記ＬＥＤ駆動システムは、各ＬＥＤに対し、前記ＬＥＤを通過する瞬時的な閃光電流を生成し、瞬時的な閃光出力を生じる閃光回路含んでいる。前記閃光電流の平均電流振幅は、基本電流の平均電流振幅よりも高い。これにより閃光、又はきらめきが、前記ＬＥＤ照明装置を見ている人によって観察される。

Description

本発明は、複数のＬＥＤ及びＬＥＤ駆動システムを有するＬＥＤ照明装置に関する。

ＬＥＤ照明装置は、室内のバックライト、屋内の床照明又は屋外の地上照明、天井ランプ、及び、壁スクリーンとして、大型の装置と一緒に構築されたもの等のような、多くの目的に使用されている。

しばしば、前記のようなＬＥＤ照明は、装飾用の主な機能を有している。この場合、異なる照明効果が、望まれる。便利な照明効果は、閃光ＬＥＤ、即ち一瞬明るく輝くＬＥＤである。例えば、これは、空に瞬く星の印象を作るのに利用されることができる。

本発明の目的は、閃光を供給することができるＬＥＤ照明装置を提供することにある。

この目的は、添付の請求項１に規定されている本発明によるＬＥＤ照明装置によって達成される。

従って、本発明の見地によれば、複数のＬＥＤと、前記ＬＥＤに接続されている基本光回路及び閃光回路を有するＬＥＤ駆動システムとを有するＬＥＤ照明装置が、提供される。各ＬＥＤに対して、前記基本光回路は、前記ＬＥＤを通過する基本電流を生成することによって連続的な基本光出力を生成し、前記閃光回路は、限定された期間において前記ＬＥＤを通過する閃光電流を生成することによって瞬時的な閃光出力を生成し、前記限定された期間にわたる前記閃光電流の平均電流振幅は、均等に長い期間に渡る基本電流の平均電流振幅よりも高い。

瞬間的に、即ち短い期間において、ＬＥＤを通過する閃光電流を駆動することによって、ＬＥＤは、火花として知覚される仕方において、一時的に点灯される。この駆動電流の方法は、典型的には、基本電流がおよそＬＥＤの公称電流である点において、予期されていないものであり、この場合、ＬＥＤに対する過負荷を考えるだけで、当業者にとって気が進まないものである。しかしながら、このことは、閃光電流の瞬時的な性質により、いわれのない心配であることが示されている。更に、基本電流は、公称電流よりも低く選択されることができ、これにより、公称電流以下において、火花効果を可能にする。

更に、前記ＬＥＤ駆動システムは、前記ＬＥＤに対して、例えば、連続的な電流又はパルス電流のような、如何なる既知の種類の駆動電流も供給することができ、前記ＬＥＤ駆動システムの異なる部分は、異なる種類の駆動電流を供給することができる。

前記基本光回路及び前記閃光回路は、コンデンサ回路を含んでおり、前記ＬＥＤに接続されている。前記閃光電流が、前記ＬＥＤ内に生成された場合、これらは、前記基本電流に加えられる及び前記基本電流と置き換えられることができる。前記閃光電流は、別個に生成されることができ、又は前記基本電流を増大させたものとして生成されることができる。

添付請求項２に規定されているＬＥＤ照明装置の実施例によれば、コンデンサ放電が、前記閃光電流を生成するのに使用される。これにより基本的な駆動特性は、放電によって前記ＬＥＤを通過する前記閃光電流が生成される短い期間を除いて、当該期間の殆どにおいて使用されることができる。

添付請求項３に規定されているＬＥＤ照明装置の実施例によれば、放電電流は、通常の駆動電流である基本駆動電流に重ね合わせられる。前記のような基本電流のレベルは、オプションであることに留意されたい。典型的な電流値は、ゼロから公称値までの範囲にある。

添付請求項５及び６に規定されているＬＥＤ照明装置の実施例によれば、前記コンデンサ回路は、各ＬＥＤに１つのコンデンサ、又は幾つかのＬＥＤごとに１つのコンデンサのいずれかを設けている。これらの異なる実施例は、異なる有利な点を有する。例えば、ＬＥＤごとに１つのコンデンサを設けることの有利な点は、前記コンデンサは他のＬＥＤによって放電されないので、ＬＥＤごとの閃光レートが、高いものであることができることである。他方では、同じコンデンサを共有する幾つかのＬＥＤは、ＬＥＤの過負荷を防止するのに貢献する。

添付請求項７に規定されているＬＥＤ照明装置の実施例によれば、前記公称電流レベルを超えるＬＥＤ電流が、使用される。このことは、閃光の瞬時的な特徴により、可能である。更に、種々のＬＥＤの過負荷の保護が、添付請求項１２に規定されているように設けられることができる。

添付請求項８及び９に規定されているＬＥＤ照明装置の実施例によれば、各ＬＥＤに対する駆動電流は、それぞれ、基本光出力及び閃光出力に関連する様々な種類の電流パルスを得るために、直接的に制御される。

添付請求項１０に規定されているＬＥＤ照明装置の実施例によれば、別個の切り換えられた閃光電流源が、閃光電流を生成するために設けられることができる。

本発明のこれらの及び他の見地、並びに有利な点は、以下に記載される実施例を参照して、明らかになり、説明されるであろう。

本発明は、今、添付請求項を参照して以下に詳細に記載される。照明装置１は、ＬＥＤ担体３及び複数の（例えば１６個）ＬＥＤ５を有している。ＬＥＤ５は、マトリックス状に配されている。前記ＬＥＤ照明装置は、例えば、ＬＥＤランプ又は装飾要素として、使用されることができる。

図２を参照すると、ＬＥＤ照明装置１を駆動するＬＥＤ駆動システムの一部が、示されている。１つのＬＥＤ２３が示されているが、他のＬＥＤは、同様に接続されている。前記ＬＥＤ駆動システムは、基本光回路２１を有しており、基本光回路２１は、基本的な電源システムであり、各ＬＥＤに対して、電流源２５、電流スイッチ２７、及び基本電流コントローラ２９を含んでいる。前記電流源は、電流スイッチ２７を介してＬＥＤ２３に接続されており、ＬＥＤ２３を通過する基本電流を生成する。電流スイッチ２７は、基本電流コントローラ２９によってオン及びオフに切り換えられる。電流源２５は、公称電流Ｉ_ｎｏｍにおいてＬＥＤ２３を駆動する。例えば、強度調整機能を可能にするために、ＬＥＤ２３は、前記駆動電流のパルス幅変調ＰＷＭによって駆動され、即ち前記基本電流が、電流パルスとして供給される。前記のようなパルスの継続期間（幅）は、基本電流コントローラ２９によって制御される。

更に、前記ＬＥＤ駆動システムは、コンデンサ回路を有する閃光回路２２を有しており、閃光回路２２は、ＬＥＤ２３と、照明装置１の他のＬＥＤ５とに接続されている。前記コンデンサ回路は、コンデンサ３１と、コンデンサ３１と正の供給電圧との間に接続されている負荷抵抗器３２と、一方の端部においてコンデンサ３１と充電抵抗器３２との間の接続部に接続されていると共に他方の端部においてＬＥＤ２３の陽極に接続されている放電抵抗器３３とを有する。従って、放電の観点から、放電抵抗器３３は、ＬＥＤ２３に直列接続されている。放電スイッチ３５は、第１の抵抗器３３とＬＥＤ２３との間に接続されている。放電コントローラ３７は、放電スイッチ３５に接続されている。

コンデンサ３１は、ＬＥＤ２３における公称電圧（即ち公称電流Ｉ_ｎｏｍが供給される場合に前記ＬＥＤにおいて現れる電圧）を超える電圧まで前記充電抵抗器を介して充電される。放電スイッチ３５が、放電コントローラ３７によって閉じられた場合、コンデンサ３１は、第１の抵抗器３３及びＬＥＤ２３を超えて放電され、これにより、ＬＥＤ２３を通過する放電電流Ｉ_ｄｉｓを生成する。両方のスイッチ２７、３５が、ＬＥＤ２３に共通して接続されているので、放電電流Ｉ_ｄｉｓは、前記基本電流、即ち公称電流Ｉ_ｎｏｍに重ね合わせられる。放電スイッチ３５が閉じられる場合、電流スイッチ２７も閉じられることができるが、開いていることもできる。前記放電電流は、ＬＥＤ２３から発せられた光のブライトネスの突然の増大を生じる。前記放電の間、コンデンサ３１の電荷は、急速に降下し、前記コンデンサ電圧がＬＥＤ２３における公称電圧に到達する前に、光出力の同時の減少を生じる。

放電抵抗器３３は、放電電流Ｉ_ｄｉｓを制限するのに対し、充電抵抗器３２は、充電電流を制限し、従って、充電期間を制御し、前記閃光周波数を制限する。これらの制限により、ＬＥＤ２３の熱過負荷は、回避される。従って、前記抵抗器は、過負荷保護装置を構成している。

この実施例において、コンデンサ３１は、１つ以上のＬＥＤに対して放電電流を供給するのに使用されている。このことは、他のＬＥＤ（明示的には示されていない）に接続されている付加的な放電抵抗器３９及び付加的な放電スイッチ４１によって図２に示されている。このＬＥＤは、図２に示されているものと等しく、基本的な電源システムを備えている。

代替的な実施例において、各コンデンサは、１つのＬＥＤに対して働いている。隣接しているＬＥＤの同時の閃光が望まれるならば、隣接しているＬＥＤに対して、それぞれ個々のコンデンサが働かなければならない。

ＰＷＭ及び他のパルス電流技術に対して代替的なものは、前記基本電流スイッチが、省略されることができ又は長い期間に渡って閉じられていることができ、ＬＥＤ２３を通過する連続的な基本電流を生じる。前記電流の振幅は、この場合、変化可能なものである。

いかなる場合においても、前記基本光回路は、ＬＥＤ２３を見ている人によって連続的なものであると知覚される基本光出力を供給する。

一つの応用において、照明装置１の複数のＬＥＤ５は、輝き（glittering）効果を得るために、前記閃光電流を任意に供給されることができる。更に、幾つかの照明装置は、広い閃光表面を得るために、正方形のような、幾何学的パターンにおいて互いに近接して取り付けられることができる。他方では、前記閃光は、全てのＬＥＤの同時の閃光を提供する、又はＬＥＤの列の閃光を連続的に提供するために、同期化されることができる。

図３aに示されるように、ＬＥＤ照明装置１の第２の実施例において、各ＬＥＤについて、１つの電流源３０３が設けられており、１つの電流源３０３は、１つの電流スイッチ３０５を介してＬＥＤ３０７に接続されている。前記基本光回路は、基本電流コントローラ３０９を有しており、基本電流コントローラ３０９は、基本電流パルスを循環的に生成する電流スイッチ３０５に接続されている。この第２の実施例は、ＰＷＭを使用している。閃光電流コントローラ３１１は、基本電流コントローラ３０９に接続されている。全ての電流パルスの振幅は、同じである。前記振幅は、前記公称電流よりもかなり高く、例えば２−１０倍だけ高い。基本電流パルス３１３の継続期間は、前記平均電流が、ＬＥＤ３０７の公称電流を超えないように、選択される。これにより、ＬＥＤ３０７の過負荷が、防止される。図３ａに示されているように、前記基本電流コントローラは、ＰＷＭサイクルの一部分である第１継続期間の基本電流パルス３１３から成る基本電流が、生成されるように、電流スイッチ３０５を制御する。閃光電流コントローラ３１１は、基本電流コントローラの上位のものであり、任意で、前記基本電流コントローラに電流スイッチ３０５が閉じられる時間を延長させる。これにより、前記第１の継続期間よりもかなり長い第２の継続期間の１つ以上のパルス３１５から成る閃光パルス列が、生成される。ここで前記閃光パルス列は、２つの閃光電流パルス３１５から成り、この２つの閃光電流パルス３１５の継続期間は、最大ＰＷＭサイクルに対応している。代替的には、このことは、２つのＰＷＭサイクル継続期間を持つ１つのパルスであるとみなされることもできる。基本電流パルス３１３とは対照的に、閃光電流パルス３１５は、前記ＬＥＤの一時的な過負荷を生じる。しかしながら、最大電流を超えず、かつ、この過負荷状態の継続期間が長すぎない限り、ＬＥＤ３０７は、依然として、損害を受けない。

当該ＬＥＤ照明装置の第３の実施例が、図４ａに示されている。当該第３の実施例は、前記第２の実施例と類似しており、電流スイッチ４０５を介してＬＥＤ４０７に接続されている電流源４０３と、基本電流コントローラ４０９と、閃光電流コントローラ４１１とを有する。しかしながら、基本電流コントローラ４０９への接続に加えて、前記閃光電流コントローラは、電流源４０３への接続を有している。これにより、前記パルス継続期間の制御に加えて、閃光電流コントローラ４１１は、供給電流の振幅を制御する。典型的には、図４ｂに示されているように、それぞれ、基本電流パルス４１３の継続期間及び振幅よりも、閃光電流パルス４１５の継続期間は、長くされ、前記振幅は、前記継続期間よりも高くされている。閃光パルスの間、閃光電流コントローラ４１１は、電流スイッチ４０５が閉じられているのを保持するように、基本電流コントローラ４０９を制御する。

ＬＥＤ照明装置の第４の実施例が、図５ａに示されている。当該第４の実施例は、基本電流源５０３を有し、基本電流源５０３は、基本電流スイッチ５０５を介してＬＥＤ５０７及び基本電流コントローラ５０９に接続されている。更に、この第４の実施例は、閃光電流源５１７と、ＬＥＤ５０７に接続されている閃光電流スイッチ５１９と、閃光電流スイッチ５１９を制御する閃光電流コントローラ５１１とを有する。従って、前記第１の実施例と同様に、前記閃光電流は、別個に生成され、図５ｂに示されているように、前記基本電流に重ね合わせられる。前記閃光パルスの前記継続期間及び振幅は、所望の効果が得られると共に、ＬＥＤ５０７の過負荷に損害を与えるのを防止するように、選択される。典型的には、閃光パルス５１５の振幅は、基本パルス５１３の振幅よりも数倍高く、前記継続期間は長く、典型的には、最大ＰＷＭサイクルである。

全ての実施例において、前記閃光電流コントローラは、随意にプログラム可能なものであるので、過負荷保護装置として使用されることができる。更に、前記電流源の最大電流が、過負荷を防止する又は少なくとも過負荷の防止に貢献するように、適切に制限されることができるので、前記電流源自体が、保護装置として使用されることができる。

上述のように、本発明によるＬＥＤ照明装置の実施例が、記載された。これらは、非限定的な例に過ぎないものと理解されるべきである。当業者であれば理解できるように、本発明の範囲内で、多くの変形及び代替的な実施例が、可能である。

従って、上述した実施例によって説明されたように、ＬＥＤを通過する閃光電流を生成する閃光回路を使用することによって、前記ＬＥＤを通過する瞬時的な電流が増大し（このことは、過負荷を構成し得る）、前記ＬＥＤから発せられる光の輝度の一時的な増加を生じ、これは、前記ＬＥＤ照明装置を見ている人によって閃光又はきらめきとして認識される。生じ得る過負荷の継続期間は、前記ＬＥＤへの損害を回避するのに十分なほど短いが、全体的な電力消費は、ほとんど増加されない。

このアプリケーションの目的に対し、特に添付請求項に関して、「有する」という語は、如何なる要素又はステップを排除するものではなく、単数形の構成要素は、複数のこのような構成要素を排除するものではなく、これらのことは、当業者にとって明らかであることに留意されたい。

ＬＥＤ照明装置の例を模式的に示している。 本発明の第１の実施例によるＬＥＤ照明装置に関するＬＥＤ駆動システムの一部の模式的なブロック図を示している。 本発明の第２の実施例によるＬＥＤ照明装置に関するＬＥＤ駆動システムの一部の模式的なブロック図を示している。 第２の実施例における基本及び閃光電流を示している図である。 本発明の第３の実施例によるＬＥＤ照明装置のためのＬＥＤ駆動システムの一部の模式的なブロック図を示している。 前記第３の実施例における基本及び閃光電流を示している図である。 本発明の第４実施例によるＬＥＤ照明装置のためのＬＥＤ駆動システムの一部の模式的なブロック図を示している。 第４実施例における基本及び閃光電流を示している図である。

Claims (12)

1. 複数のＬＥＤと、前記ＬＥＤに接続されている基本光回路及び閃光回路を有するＬＥＤ駆動システムとを有するＬＥＤ照明装置であって、各ＬＥＤに対して、前記基本光回路は、前記ＬＥＤを通過する基本電流を生成することにより連続的な基本光出力を生成し、前記閃光回路は、限定された期間において前記ＬＥＤを通過する閃光電流を生成することによって瞬時的な閃光出力を生成し、限定された期間に渡る前記閃光電流の平均電流振幅は、等しく長い期間に渡って前記基本電流の平均電流振幅よりも高い、ＬＥＤ照明装置。
2. 前記閃光回路は、前記ＬＥＤに接続されているコンデンサ回路を有し、各ＬＥＤに対して、前記コンデンサ回路は、放電を提供し、前記放電は、前記閃光電流を生成するために前記ＬＥＤに供給される、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記閃光電流は、前記放電から得られる放電電流を前記基本電流に重ね合わせることによって得られる、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記閃光回路は、前記ＬＥＤへの前記閃光電流の供給を制御する閃光制御手段を更に有している、請求項１乃至３の何れか一項に記載のＬＥＤ照明システム。
5. 前記コンデンサ回路は、各ＬＥＤに対して１つのコンデンサを有している、請求項２乃至４の何れか一項に記載のＬＥＤ照明システム。
6. 前記コンデンサ回路は、複数のコンデンサを有しており、前記複数のコンデンサのうちの各コンデンサは、幾つかのＬＥＤに接続されている、請求項２乃至４の何れか一項に記載のＬＥＤ照明システム。
7. 前記閃光電流の振幅は、前記ＬＥＤ公称電流の振幅よりも高い、前記１乃至６の何れか一項に記載のＬＥＤ照明システム。
8. 各ＬＥＤに対して、前記ＬＥＤ駆動システムは、電流スイッチを介して前記ＬＥＤに接続されている電流源を有しており、前記基本光回路は、前記基本電流を構成する基本電流パルスを循環的に生成する前記電流スイッチを制御する基本コントローラを有し、前記閃光回路は、前記閃光電流を構成する少なくとも１つの閃光電流パルスを生成する電流スイッチを制御する閃光電流コントローラを有しており、前記閃光電流コントローラは、前記基本電流コントローラよりも上位のものであり、前記基本電流パルスの継続期間に関連して前記閃光パルスの継続期間を増加させる、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
9. 前記閃光電流コントローラは、更に前記電流源に接続されており、前記基本電流パルスの振幅に関連して、前記閃光電流パルスの振幅を増加させる、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
10. 各ＬＥＤに対して、前記ＬＥＤ駆動システムは、基本電流スイッチを介して前記ＬＥＤと接続されている基本電流源と、閃光電流スイッチを介して前記ＬＥＤと接続されている閃光電流源とを有しており、前記基本光回路は、前記基本電流を構成する基本電流パルスを循環的に生成する前記基本電流スイッチを制御する基本電流コントローラを有しており、前記閃光回路は、前記閃光電流を構成する少なくとも１つの閃光電流パルスを含む、閃光パルス列を生成する前記閃光電流スイッチを制御する閃光コントローラを有している、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
11. 前記閃光電流パルスの振幅は、前記ＬＥＤの各ＬＥＤの公称電流の振幅よりも高い、請求項８乃至１０の何れか一項に記載のＬＥＤ照明システム。
12. ＬＥＤ過負荷保護装置を更に含んでいる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のＬＥＤ照明システム。

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