JP2010135362A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】意図しない発光ダイオードの点灯を防止する電気機器を提供する。
【解決手段】発光ダイオード１に逆並列にツェナーダイオード２を接続してあり、ツェナーダイオード２のカソードを発光ダイオード１のアノードに接続し、ツェナーダイオード２のアノードを発光ダイオード１のカソードに接続してある。発光ダイオード１には、直列にスイッチング素子としてのトランジスタ３を接続してある。そして、発光ダイオード１に供給する電流が微小電流である場合には、ツェナーダイオード２の逆方向電圧は、発光ダイオード１の順方向電圧より小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードを備える電気機器に関する。

近年、省エネや環境配慮の観点から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として使用する電気機器が製品化されている。このような電気機器の中には、照明装置だけでなく、発光ダイオードを多数備え、発光ダイオードの点滅を制御することにより文字情報や映像などを表示する情報表示装置、暗闇でも作業を容易にする電動工具など様々な装置、器具が含まれる。例えば、ＲＧＢの各色のＬＥＤランプをマトリクス状に配列してユニット化したＬＥＤユニットが開示されている（特許文献１参照）。
特開２０００−２６７６０２号公報

このような発光ダイオードを備える電気機器では、発光ダイオードの点滅を制御するためにトランジスタ等のスイッチング素子を設け、スイッチング素子をオン／オフすることにより、発光ダイオードの点滅制御を行っている。一方、近年の発光ダイオードは、高輝度化が進み、微小な電流が流れるだけで発光する場合があり、本来消灯すべき発光ダイオードがぼんやりと点灯するという問題があった。特に多数の発光ダイオードを備えた装置や暗闇で使用する装置などでは、意図しない発光ダイオードの点灯は、商品価値を低下させるのみならず、何らかの故障が発生したものと受け止められるため、微小電流が流れた場合でも点灯しない電気機器が望まれていた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、意図しない発光ダイオードの点灯を防止する電気機器を提供することを目的とする。

第１発明に係る電気機器は、発光ダイオードと、該発光ダイオードに電流を供給する電流供給部とを備える電気機器において、前記発光ダイオードに逆並列に接続したツェナーダイオードを備え、前記電流供給部から供給される電流が所定値より小さい場合、該所定値より小さい電流を前記発光ダイオードに流さずに前記ツェナーダイオードに流すようにしてあることを特徴とする。

第２発明に係る電気機器は、第１発明において、前記電流供給部から供給される電流が前記所定値より小さい状態で、前記ツェナーダイオードの逆方向電圧が前記発光ダイオードの順方向電圧より小さいことを特徴とする。

第３発明に係る電気機器は、第１発明又は第２発明において、前記電流供給部から前記発光ダイオードに供給される電流をオン／オフするスイッチング素子を備え、前記ツェナーダイオードは、該スイッチング素子がオフの状態で該スイッチング素子に流れる電流を自身に流すように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る電気機器は、第１発明乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記所定値は、１０μＡであることを特徴とする。

第１発明にあっては、発光ダイオードに逆並列に接続したツェナーダイオードを備える。そして、電流供給部から供給される電流が所定値より小さい場合（微小電流である場合）、所定値より小さい電流を発光ダイオードに流さずにツェナーダイオードに流すようにしてある。すなわち、発光ダイオードに流れる電流が所定値よりも大きい場合には、その電流は発光ダイオードを流れ、電流が所定値より小さい場合には、発光ダイオードには微小電流を流さず、ツェナーダイオードに微小電流を流す。これにより、微小電流が流れる場合には、その微小電流は発光ダイオードを流れずにツェナーダイオードを迂回するので、発光ダイオードが微小電流により点灯することを防止できる。

第２発明にあっては、電流供給部から供給される電流が所定値より小さい状態で、ツェナーダイオードの逆方向電圧が発光ダイオードの順方向電圧より小さい。すなわち、微小電流に対して、発光ダイオードの順方向電圧よりもツェナーダイオードの逆方向電圧を小さくしてあるので、微小電流は、発光ダイオードを流れずにツェナーダイオードを迂回する。これにより、発光ダイオードが微小電流により点灯することを防止できる。

第３発明にあっては、電流供給部から発光ダイオードに供給する電流をオン／オフするスイッチング素子を備え、ツェナーダイオードは、スイッチング素子がオフの状態でスイッチング素子に流れる電流（漏れ電流）を自身に流す。すなわち、微小電流は、スイッチング素子がオフの状態で流れる漏れ電流である。これにより、発光ダイオードの点滅を制御するスイッチング素子の漏れ電流により発光ダイオードが意図せずに点灯することを防止できる。

第４発明にあっては、所定値は、１０μＡである。すなわち、発光ダイオードに１０μＡより小さい微小電流が流れる場合、高輝度の発光ダイオードが意図せずに点灯することを防止できる。

本発明によれば、意図しない発光ダイオードの点灯を防止することができ、商品価値が低下することを防止できる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電機機器を構成する発光ダイオードの回路構成の一例を示す回路図である。図１に示すように、発光ダイオード１に逆並列にツェナーダイオード２を接続してある。すなわち、ツェナーダイオード２のカソードを発光ダイオード１のアノードに接続し、ツェナーダイオード２のアノードを発光ダイオード１のカソードに接続してある。そして、発光ダイオード１には、直列にスイッチング素子としてのトランジスタ３を接続してある。

トランジスタ３のコレクタ端には、電流供給部として、例えば、電源Ｖｃｃを設けてある。トランジスタ３をオン／オフ制御することにより、発光ダイオード１の点滅制御を行うことができる。なお、発光ダイオード１に流れる電流は、不図示の抵抗を発光ダイオード１に直列に設けることにより適宜の値に設定することができる。

発光ダイオード１は、砲弾状で透明のレンズ部を備え、２本のリード線を回路基板に挿入して実装するＬＥＤランプでもよく、この場合には、ツェナーダイオード２を発光ダイオード１とともにレンズ部内に密封する構成とすることができる。また、発光ダイオード１は、回路基板表面に実装する表面実装型のＬＥＤでもよい。この場合には、ツェナーダイオード２を発光ダイオード１とともにサブストレート（基板）に実装する構成とすることができる。

また、発光ダイオード１の発光色は、例えば、白色、青色、緑色、赤色、青緑色などのいずれでもよく、あるいは、電気機器に複数設ける場合には、これらの色の組み合わせでもよい。なお、発光ダイオード１が高輝度のものである場合、数μＡ程度の電流が流れた場合、ぼんやりと点灯する。本実施の形態では、このような微小電流が流れる状態であっても、発光ダイオード１には微小電流を流さず点灯しないようにすることができる。

すなわち、電源Ｖｃｃから供給される電流が所定値より小さい場合（微小電流である場合）、所定値より小さい電流を発光ダイオード１に流さずにツェナーダイオード２に流すようにしてある。すなわち、発光ダイオード１に流れる電流が所定値よりも大きい場合には、その電流は発光ダイオード１を流れ、電流が所定値より小さい場合には、発光ダイオード１には微小電流を流さず、ツェナーダイオード２に微小電流を流す。これにより、微小電流が流れる場合には、その微小電流は発光ダイオード１を流れずにツェナーダイオード２に迂回するので、発光ダイオード１が微小電流により点灯することを防止できる。

トランジスタ３は、ＮＰＮ形に限定されるものではなく、ＰＮＰ形でもよい。あるいは、バイポーラ形に限定されるものではなく、ＦＥＴなどであってもよい。また、図１の例では、１つの発光ダイオード１に１つのツェナーダイオード２を逆並列に接続する構成であるが、直列に２つ以上接続した発光ダイオードの対に対して、１つのツェナーダイオード２を逆並列に接続する構成でもよい。

図２は発光ダイオード１及びツェナーダイオード２の電圧電流特性の一例を示す説明図である。図２は、発光ダイオード１の順方向の電圧電流の特性と、ツェナーダイオード２の逆方向の電圧電流の特性とを示す。発光ダイオード１に流れる電流が微小電流である状態（例えば、電流の所定値を１０μＡとして、所定値より小さい場合）では、ツェナーダイオード２の逆方向電圧は、発光ダイオード１の順方向電圧より小さい。図２の例では、電流値がほぼ１０μＡを境にして、１０μＡより小さい場合には、ツェナーダイオード２の逆方向電圧は、発光ダイオード１の順方向電圧より小さい。また、電流値が１０μＡより大きい場合には、ツェナーダイオード２の逆方向電圧は、発光ダイオード１の順方向電圧より大きい。

このような電圧電流特性を有する発光ダイオード１及びツェナーダイオード２を用いて、図１の例に示す構成とすることで、発光ダイオード１に供給される電流が微小電流（例えば、１０μＡより小さい電流）である場合には、発光ダイオード１を流れずにツェナーダイオード２に迂回する。すなわち、発光ダイオード１に流れようとする微小電流を発光ダイオード１には流さず、ツェナーダイオード２の逆方向の電流を利用してツェナーダイオード２に流す。これにより、発光ダイオード１が微小電流により点灯することを防止できる。

上述の微小電流（例えば、１０μＡより小さい電流）は、例えば、図１の例でトランジスタ３がオフ状態で流れる漏れ電流である。すなわち、トランジスタ３がオフ状態であるにも関わらず（従って、発光ダイオード１は消灯状態となる）、トランジスタ３には漏れ電流が流れる場合がある。このような場合であっても、発光ダイオード１が意図せずに点灯することを防止できる。また、所定値を１０μＡに設定することにより、高輝度の発光ダイオード１が意図せずに点灯することを防止できる。

なお、図２の例は一例であって、電圧電流の特性はこれに限定されるものではない。使用する発光ダイオードの順方向の電圧電流の特性に応じて、逆方向の電圧電流の特性の異なるツェナーダイオードを用いることができる。この場合、発光ダイオードが漏れ電流によりぼんやりと点灯する程度の微小電流において、ツェナーダイオードの逆方向電圧を発光ダイオードの順方向電圧より小さくすればよい。

図３は本発明に係る電気機器の一例としての情報表示装置を構成する発光ダイオードの回路構成の一例を示す回路図である。図３に示すように、複数の発光ダイオード１が、マトリクス状に配置され、各発光ダイオード１のアノードには、トランジスタ４を接続してあり、各発光ダイオード１のカソードには、トランジスタ５を接続してある。また、各発光ダイオード１に並列にツェナーダイオード２を接続してあり、ツェナーダイオード２のカソードを発光ダイオード１のアノードに接続し、ツェナーダイオード２のアノードを発光ダイオード１のカソードに接続してある。

このような構成により、マトリクス状の発光ダイオード１のうち、トランジスタ４及びトランジスタ５の両者がオンした状態で発光ダイオード１が点灯するようにしている。トランジスタ４、５のオン／オフを制御することにより、マトリクス状に配置された発光ダイオード１のうち任意の位置の発光ダイオード１を点灯させることができる。

図３の構成の場合でも、発光ダイオード１及びツェナーダイオード２の電圧電流の特性を図２の例で示すような特性とすることで、発光ダイオード１が微小電流により点灯することを防止できる。

本実施の形態は、発光ダイオードを備える電気機器であれば、いずれの電気機器にも適用して、意図しない発光ダイオードの点灯を防止することができる。電気機器は、照明装置に限らず、情報表示装置、電動工具（例えば、電動ドリルなど）、インジケータ、照光スイッチ、ディスプレイ光源などにも適用することができる。

上述の実施の形態では、トランジスタなどのスイッチング素子の漏れ電流（オフの状態であるにも関わらず流れる微小電流）により、発光ダイオードが意図せずにぼんやりと点灯する状態を防止する場合について説明したが、このような微小電流は、スイッチング素子を流れる漏れ電流に限定されるものではなく、例えば、回路部品間に生じる浮遊容量（寄生容量）によりダイオードのアノードに意図しない電圧が印加され、発光ダイオードがぼんやりと点灯する状態も防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、意図しない発光ダイオードの点灯を防止することができ、電気機器の商品価値が低下することを防止できる。

本発明に係る電機機器を構成する発光ダイオードの回路構成の一例を示す回路図である。 発光ダイオード及びツェナーダイオードの電圧電流特性の一例を示す説明図である。 本発明に係る電気機器の一例としての情報表示装置を構成する発光ダイオードの回路構成の一例を示す回路図である。

符号の説明

１ 発光ダイオード
２ ツェナーダイオード
３、４、５ トランジスタ
Ｖｃｃ 電源（電流供給部）

Claims (4)

1. 発光ダイオードと、該発光ダイオードに電流を供給する電流供給部とを備える電気機器において、
   前記発光ダイオードに逆並列に接続したツェナーダイオードを備え、
   前記電流供給部から供給される電流が所定値より小さい場合、該所定値より小さい電流を前記発光ダイオードに流さずに前記ツェナーダイオードに流すようにしてあることを特徴とする電気機器。
2. 前記電流供給部から供給される電流が前記所定値より小さい状態で、前記ツェナーダイオードの逆方向電圧が前記発光ダイオードの順方向電圧より小さいことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記電流供給部から前記発光ダイオードに供給される電流をオン／オフするスイッチング素子を備え、
   前記ツェナーダイオードは、
   該スイッチング素子がオフの状態で該スイッチング素子に流れる電流を自身に流すように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機器。
4. 前記所定値は、１０μＡであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気機器。

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