JP2012146622A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動探知機能を有し、ランプホルダーに頼らずに自動または手動で明度調整を行える光源装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一つの発光ユニットストリング（string）を含み、各発光ユニットストリングは一個或いは直列接続される複数個の発光ユニットを含む。交/直流電源転換装置は交流電圧を直流電圧へ変換させ、電流を発光ユニットへ供給する。ある実施形態では、探知ユニットは探知と探知信号の発信を行う。他の実施形態では、明度調整ユニットは調整後に各種調整信号を発生させ、それぞれ異なる明度モードを表現させる。続いて、抵抗器回路網は探知信号或いは調整信号に基き制御信号を発生させ、またスイッチユニットは制御信号に基き発光ユニットの明度を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置に関し、より詳しくは、自動探知と明度調整を行う発光ダイオード（LED）を有する光源装置に関する。

体積の小ささ、反応時間の短さ、消耗し難さ、信頼性の高さ、大量生産実現性の高さ等の発光ダイオードが有する多くの長所に鑑みると、発光ダイオードは既に従来の発光ユニット、例えば白熱電球や蛍光灯に取って代わりつつある。

大部分の応用場面において、発光ダイオードは従来の光源に取って代わっており、従来の光源では不可能だった機能までも実現している。例えば駐車場や庭、或いは他の頻繁に出入りをしない場所では、通常はモーション探知装置（motion detector）を使用しと物体の移動の有無を探知する。物体の移動が探知された時は、自動的に光源を点灯させ、或いは光源の明度を増加させ、それ以外の時は、光源を消すか光源の明度を減少させて、エネルギーの節約を図っている。この種の自動探知及び光源明度制御技術は従来の光源に応用されるばかりではなく、最新の発光ダイオードにも応用可能である。然しながら、これら自動明度制御システムは、例えばマイクロプロセッサーのような複雑で高価な回路を使用して制御している。

従来の光源（白熱電球或いは省力電球）の一部はユーザーによる明度調整が可能ではあるが、但し他の従来の光源（例えば蛍光管）はこの機能を備えていない。従来の光源、或いは発光ダイオードの明度調整機構は通常はランプホルダー上に装備されている。このため、ユーザーがこの機能が必要な時は、特殊なランプホルダーを購入する必要がある。また、これら明度調整システムは複雑で高価な回路、例えばマイクロプロセッサーや、或いは調光回路（dimmer）等を使用して制御されている。

しかしながら、前述した従来の技術には従来の光源或いは発光ダイオード光源への応用に於いて柔軟性がなく、またはコストが高く、値段も高くなる等の制限があり、多くの一般消費者にとっては受け入れ難い物であった。このため、早急に簡単で有効的な発光ダイオード光源の新しい自動制御機構を提供し、発光ダイオードの応用範囲を拡充させコストと価格を引き下げる必要があった。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題を解決するため、本発明は、自動探知機能を有し、ランプホルダーに頼らずに自動で明度調整を行える、或いは手動で明度調整を行える光源装置を提供することを主目のとする。また、従来の光源装置と比較し、本実施形態の光源装置の明度調整には簡単な制御機構が使用される。

上述した課題を解決し、目のを達成するために、本発明の第一実施形態によれば、本発明に係る光源装置は、
少なくとも一つの発光ユニットストリング（string）からなり、各発光ユニットストリングは一つ或いは直列接続される複数個の発光ユニットで構成される発光ユニットと、
交流電圧を直流電圧へ変換させ、電流を発光ユニットへ供給する交／直流電源転換装置と、
探知を行い探知信号を発生させるための探知ユニットと、
探知信号に基き制御信号を発生させるための抵抗器回路網と、
制御信号に基き発光ユニットの明度を制御するためのスイッチユニットを含むことを特徴とする。

また、本発明の第二実施形態によれば、本発明に係る光源装置は、
少なくとも一つの発光ユニットストリング（string）からなり、各発光ユニットストリングは一個或いは直列接続される複数個の発光ユニットで構成される発光ユニットと、
交流電圧を直流電圧へ変換させ、電流を発光ユニットに供給する交／直流電源転換装置と、
調整後に各種調整信号を発生させ、それぞれ異なる明度モードを表現させる明度調整ユニットと、
調整信号に基き制御信号を発生させる抵抗器回路網と、
制御信号に基き発光ユニットの明度を制御するスイッチユニットを含むことを特徴とする。

本発明に係る光源装置の第一実施形態のブロック図である。 第一実施形態の光源装置及びそのランプホルダーの外観透視図である。 第一実施形態のスイッチユニットと発光ユニットの回路細部の例示である。 本発明に係る光源装置の第二実施形態のブロック図である。 第二実施形態の光源装置及びそのランプホルダーの外観透視図である。 第二実施形態のスイッチユニットと発光ユニットの回路細部の例示である。

以下に図面を参照して本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は本発明の実施形態に係る第一実施形態の光源装置１のブロック図である。本実施形態では、光源装置１は発光ダイオード（LED）灯管（tube）であるが、然しながら、発光ダイオード以外の発光ユニット、例えば有機発光ダイオード（OLED）等を使用してもよい。図２は本実施形態の光源装置１の外観透視図であり、これは一般的な蛍光管（fluorescent tube）のランプホルダー１０に内設される。
［第一実施形態］
まず、本発明の光源装置の第一実施形態について説明する。

在本実施形態では、光源装置１は交／直流電源転換装置１１、スイッチユニット１３、発光ユニット１５、抵抗器回路網（resistor network）１７及び探知ユニット１９Ａを主に含む。

交／直流電源転換装置１１は一般の家庭用電源の交流電圧を光源装置１に必要な直流電圧ｖｄｃに変換させ、直流電流を発光ユニット１５に供給する。交／直流電源転換装置１１には多様な実施方式があり、例えばブリッジ整流回路、フィルターキャパシタ、変圧器、或いは電子交換式電源変換器を使用して直流電圧を発生させる。

本実施形態では、探知ユニット１９Ａは、受動型赤外線（passive infra red、 PIR）探知装置等のモーション探知装置（motion detector）であり、これは物体の移動（例えば人体或いは車）があるかを探知し、探知信号を抵抗器回路網１７に送信する。好ましい実施形態では、探知ユニット１９Ａは受動型赤外線（PIR）探知モジュールであり、これは受動型赤外線（PIR）探知装置を含むのみならず、計数器（timer）をも含む。この探知モジュールは操作時に、交／直流電源転換装置１１から直流電圧ｖｄｃを供給される。物体の移動が探知された時、探知ユニット１９Ａのモーション探知装置は有効の（active）の探知信号を抵抗器回路網１７へ送信する。計数器（図示せず）は所定時間経過後に探知信号を無効（inactive）に変え、ここでは所定時間は可変抵抗器ＶＲにより設定される。

図２によると、本実施形態の探知ユニット１９Ａは、主にコネクター１９０と探知装置１９２で構成される挿脱式探知装置である。コネクター１９０は光源装置１（例えば灯管）のソケット１９１に差し込まれ、探知装置１９２はコネクター１９０に電気的に接続される。このほか、コネクター１９０と探知装置１９２の間には伸長部１９３が連結され、これは探知装置１９２を灯管外まで伸長させて、高温になる灯管の影響を回避させる。伸長部１９３には回転可能な材質が使用され、伸長部１９３が回転されることで探知装置１９２が特定方向を向き、探知の正確性が増す。伸長部１９３は一本の伸長可能な導線でも良い。

本実施形態では、抵抗器回路網１７（例えばＲ−２Ｒはしご型抵抗器（resistor ladder））はアナログからデジタルへの変換に用いられ、これは交／直流電源転換装置１１から直流電圧ｖｄｃを供給され、探知ユニット１９Ａから発信される探知信号に基き（デジタル）制御信号を発生させスイッチユニット１３へ送信する。

スイッチユニット１３は交／直流電源転換装置１１から直流電圧ｖｄｃを供給され、抵抗器回路網１７から発信される制御信号に基き発光ユニット１５を制御する。スイッチユニット１３は複数個のスイッチを含み、これは例えばモス（MOS）トランジスタ、モスフェット、パワーモスフェット、バイポーラトランジスタ、継電器、固体継電器、或いは光結合器である。本実施形態では、制御信号が高位（或いは”１”）の時は、スイッチはオフ（close）となり、反対に、制御信号が低位（或いは”０”）の時は、スイッチはオン（open）となる。

本実施形態では、発光ユニット１５は少なくとも一つの発光ユニットストリング（string）を含む。各発光ユニットストリングは一個或いは直列接続される複数個の発光ユニット、例えば発光ダイオード等で構成される。

図３は本実施形態のスイッチユニット１３と発光ユニット１５の回路細部の例示である。図式中では、スイッチユニット１３は第一スイッチＳＷ１と第二スイッチＳＷ２からなり、発光ユニット１５は発光ダイオードストリングで構成される。また、第一スイッチＳＷ１は抵抗器回路網１７からの制御信号Ｃ１により制御され、第一スイッチＳＷ１の一端は交／直流電源転換装置１１から供給される直流電圧ｖｄｃに接続され、他端は発光ダイオードストリングの中間接点に接続される。第二スイッチＳＷ２は抵抗器回路網１７からの制御信号Ｃ２により制御され、第二スイッチＳＷ２の一端は交／直流電源転換装置１１から供給される直流電圧ｖｄｃに接続され、他端は発光ダイオードストリングの最も外側の陽極に接続される。

図３に例示される回路の、探知ユニット１９Ａが物体の移動を探知しない時は、抵抗器回路網１７が発生させる制御信号Ｃ２は低位（或いは”０”）となり、また制御信号Ｃ１は高位（或いは”１”）となる。これにより、第二スイッチＳＷ２はオンとなり、第一スイッチＳＷ１はオフとなる。このため、発光ダイオードストリング中の部分的な発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２は電流に通過されて発光し、他の発光ダイオードＬＥＤ３からＬＥＤ６にかけては電流が通過しないために発光はしない。探知ユニット１９Ａが物体の移動を探知した時は、抵抗器回路網１７が発生させる制御信号Ｃ２は高位（或いは”１”）となり、また制御信号Ｃ１は低位（或いは”０”）となる。これにより、第二スイッチＳＷ２はオフとなり、第一スイッチＳＷ１はオンとなる。このため、発光ダイオードストリング中の全ての発光ダイオードＬＥＤ１からＬＥＤ６は均しく電流に通過されて全て発光する。簡単に言えば、探知ユニット１９Ａが物体の移動を探知した時は、発光ユニット１５は全発光（100%）明度となり、探知ユニット１９Ａが物体の移動を探知しない時は、発光ユニット１５は全発光より低い明度で発光し、エネルギーを節約させる。他の実施形態では、探知ユニット１９Ａが物体の移動を探知しない時は、発光ダイオードストリングの全ての発光ダイオードＬＥＤ１からＬＥＤ６には電流が通過されず、いかなる明度にもならない。

［第二実施形態］
次は、本発明の光源装置の第二実施形態について説明する。
図４は本発明に係る第二実施形態の光源装置２ののブロック図であり、第一実施形態（図１）の相等するブロックと同じ符号で表示される。第一実施形態との主な差異は、本実施形態では明度調整ユニット１９Ｂにより第一実施形態の探知ユニット１９Ａを代替えしている点である。図５は本実施形態の光源装置２及びそのランプホルダー１０の外観透視図である。

第一実施形態と同じく、本実施形態の交／直流電源転換装置１１は一般の家庭用電源の交流電圧を光源装置２に必要な直流電圧ｖｄｃに変換させ、直流電流を発光ユニット１５に供給する。交／直流電源転換装置１１は多様な実施方式があり、例えばブリッジ整流回路、フィルターキャパシタ、変圧器、或いは電子交換式電源変換器を使用して直流電圧を発生させる。

本実施形態では、明度調整ユニット１９Ｂは手動調整器となっており、これは各種の調整信号を抵抗器回路網１７に送信する。これら調整信号はそれぞれ異なる明度モードを示し、例えば全発光（100%）明度モード、半発光（50%）明度モード及び常夜灯モード等がある。この明度調整ユニット１９Ｂには操作時に、交／直流電源転換装置１１から直流電圧ｖｄｃが供給される。異なる明度モードに合わせて、明度調整ユニット１９Ｂから相応する調整信号が抵抗器回路網１７へ送信される。

図５によると、本実施形態の明度調整ユニット１９Ｂは手動調整レバーとなる。調整レバーが下に引かれるか回される事により、各種明度モードが切り換わる。

本実施形態では、抵抗器回路網１７（例えばＲ−２Ｒはしご型抵抗器（resistor ladder））はアナログからデジタルへの変換に用いられ、交／直流電源転換装置１１から直流電圧ｖｄｃを供給され、明度調整ユニット１９Ｂが発生させる調整信号に基き（デジタル）制御信号を発生させスイッチユニット１３へ送信する。

第一実施形態と同様に、本実施形態のスイッチユニット１３は交／直流電源転換装置１１から直流電圧ｖｄｃを供給され、抵抗器回路網１７の発生させる制御信号に基き発光ユニット１５を制御する。スイッチユニット１３は複数個のスイッチ、例えばモス（MOS）トランジスタ、モスフェット、パワーモスフェット、バイポーラトランジスタ、継電器、固体継電器、或いは光結合器からなる。本実施形態では、制御信号が高位（或いは”１”）の時は、スイッチはオフ（close）となり、反対に、當制御信号が低位（或いは”０”）の時は、スイッチはオン（open）になる。

本実施形態では、発光ユニット１５は少なくとも一つの発光ユニットストリング（string）を含む。各発光ユニットストリングは少なくとも一つの発光ユニット（例えば発光ダイオード）或いは直列接続される複数個の発光ユニットで構成される。

図６は本実施形態のスイッチユニット１３及び発光ユニット１５の回路細部の例示である。図式中では、スイッチユニット１３は第一スイッチＳ１、第二スイッチＳ２及び第三スイッチＳ３からなり、発光ユニット１５は発光ダイオードストリングＬＥＤ１−ＬＥＤ６（例えば白色発光ダイオード）及び黄色発光ダイオードＬＥＤＹを含む。ここでは、第一スイッチＳ１は抵抗器回路網１７からの制御信号Ａ１により制御され、第一スイッチＳ１の一端は交／直流電源転換装置１１から供給される直流電圧ｖｄｃに接続され、他端は黄色発光ダイオードＬＥＤＹの陽極に接続される。第二スイッチＳ２は抵抗器回路網１７からの制御信号Ａ２により制御され、第二スイッチＳ２の一端は交／直流電源転換装置１１から供給される直流電圧ｖｄｃに接続され、他端は発光ダイオードストリングＬＥＤ１−ＬＥＤ６の中間接点に接続される。第三スイッチＳ３は抵抗器回路網１７からの制御信号Ａ３により制御され、第三スイッチＳ３の一端は交／直流電源転換装置１１から供給される直流電圧ｖｄｃに接続され、他端は発光ダイオードストリングＬＥＤ１−ＬＥＤ６の最も外側の陽極に接続される。

図６に例示される回路の、明度調整ユニット１９Ｂが調整されて全発光（100%）明度モードとなる時、抵抗器回路網１７が発生させる制御信号Ａ１、Ａ２は低位（或いは”０”）となり、また制御信号Ａ３は高位（或いは”１”）となる。これにより、第一スイッチＳ１と、第二スイッチＳ２はオンとなり、而第三スイッチＳ３はオフとなる。このため、発光ダイオードストリングＬＥＤ１−ＬＥＤ６中の全ての発光ダイオードＬＥＤ１からＬＥＤ６にかけては均しく電流に通過されて全て発光する。明度調整ユニット１９Ｂが調整されて半発光（50%）明度モードとなる時、抵抗器回路網１７が発生させる制御信号Ａ１、Ａ３は低位（或いは”０”）となり、また調整信号Ａ２は高位（或いは”１”）となる。これにより、第一スイッチＳ１と、第三スイッチＳ３はオンとなり、第二スイッチＳ２はオフとなる。このため、発光ダイオードストリングＬＥＤ１−ＬＥＤ６中の部分的な発光ダイオードＬＥＤ１からＬＥＤ３は電流に通過されて発光し、他の発光ダイオードＬＥＤ４からＬＥＤ６にかけては電流が通過されず発光もしない。明度調整ユニット１９Ｂが調整され常夜灯モードとなる時、抵抗器回路網１７が発生させる制御信号Ａ２、Ａ３は低位（或いは”０”）となり、また調整信号Ａ１は高位（或いは”１”）となる。これにより、第二スイッチＳ２と、第三スイッチＳ３はオンとなり、第一スイッチＳ１はオフとなる。このため、黄色発光ダイオードＬＥＤＹは電流に通過されて発光し、発光ダイオードストリングＬＥＤ１−ＬＥＤ６の全ての発光ダイオードＬＥＤ１からＬＥＤ６にかけては電流に通過されず発光もしない。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１・・・・・・光源装置
２・・・・・・光源装置
１０・・・・・ランプホルダー
１１・・・・・交/直流電源転換装置
１３・・・・・スイッチユニット
１５・・・・・発光ユニット
１７・・・・・抵抗器回路網
１９Ａ・・・・探知ユニット
１９０・・・・コネクター
１９１・・・・ソケット
１９２・・・・探知装置
１９３・・・・伸長部
１９Ｂ・・・・明度調整ユニット
Ａ１・・・・・制御信号
Ａ２・・・・・制御信号
Ａ３・・・・・制御信号
Ｃ１・・・・・制御信号
Ｃ２・・・・・制御信号
ＬＥＤ１・・・発光ダイオード御信号
ＬＥＤ２・・・発光ダイオード
ＬＥＤ３・・・発光ダイオード
ＬＥＤ４・・・発光ダイオード
ＬＥＤ５・・・発光ダイオード
ＬＥＤ６・・・発光ダイオード
ＬＥＤＹ・・・黄色発光ダイオード
ＳＷ１・・・・スイッチ
ＳＷ２・・・・スイッチ
Ｓ１・・・・・スイッチ
Ｓ２・・・・・スイッチ
Ｓ３・・・・・スイッチ
Ｖｄｃ・・・・直流電圧
ＶＲ・・・・・可変抵抗器

Claims (20)

1. 光源装置であって、
   少なくとも一つの発光ユニットストリング（string）からなり、
   各前記発光ユニットストリングは一つ或いは直列接続される複数個の発光ユニットで構成される発光ユニットと、
   交流電圧を直流電圧へ変換させ、電流を前記発光ユニットへ供給する交/直流電源転換装置と、
   探知を行い探知信号を発生させるための探知ユニットと、
   前記探知信号に基き制御信号を発生させるための抵抗器回路網と、
   前記制御信号に基き前記発光ユニットの明度を制御するためのスイッチユニットを含むことを特徴とする光源装置。
2. 前記探知ユニットは、物体の移動を探知するためのモーション探知装置（motion detector）をさらに含むことを特徴とする，請求項１に記載の光源装置。
3. 前記モーション探知装置は受動型赤外線（PIR）探知装置であることを特徴とする，請求項２に記載の光源装置。
4. 前記探知ユニットが、前記物体の移動を探知した時、前記モーション探知装置は有効（active）の前記探知信号を前記抵抗器回路網に送信し、それは所定時間が経過した後に前記探知信号を無効（inactive）にする計数器を更に含むことを特徴とする，請求項２に記載の光源装置。
5. 前記探知ユニットは、前記所定時間を設定するための可変抵抗器を更に含むことを特徴とする，請求項４に記載の光源装置。
6. 前記探知ユニットは挿脱式探知装置であることを特徴とする，請求項１に記載の光源装置。
7. 前記挿脱式探知装置は、
   前記光源装置の相応するソケットに差し込むコネクターと、
   前記コネクターに電気的に接続される探知装置を含むことを特徴とする，請求項６に記載の光源装置。
8. 前記挿脱式探知装置は、前記コネクターと前記探知装置の間に連結される伸長部を更に含むことを特徴とする，請求項７に記載の光源装置。
9. 前記伸長部を回すことにより、前記探知装置が特定方向を向くことを特徴とする，請求項８に記載の光源装置。
10. 前記スイッチユニットは複数個のスイッチを含むことを特徴とする，請求項１に記載の光源装置。
11. 前記スイッチはモス（MOS）トランジスタ、モスフェット、パワーモスフェット、バイポーラトランジスタ、継電器、固体継電器、或いは光結合器であることを特徴とする，請求項１０に記載の光源装置。
12. 前記探知ユニットが前記物体の移動を探知した時、前記スイッチユニットは前記抵抗器回路網に制御され、前記交/直流電源転換装置に全ての前記発光ユニットを通過する電流を供給させ、前記探知ユニットが前記物体の移動を探知しない時は、前記スイッチユニットは前記抵抗器回路網に制御され、前記交/直流電源転換装置が供給する電流が少なくとも一つの個前記発光ユニットを通過しないようにすることを特徴とする，請求項１に記載の光源装置。
13. 光源装置であって、
    少なくとも一つの発光ユニットストリング（string）からなり、
    各前記発光ユニットストリングは一個或いは直列接続される複数個の発光ユニットで構成される発光ユニットと、
    交流電圧を直流電圧へ変換させ、電流を前記発光ユニットに供給する交/直流電源転換装置と、
    調整後に各種調整信号を発生させ、それぞれ異なる明度モードを表現させる明度調整ユニットと、
    前記調整信号に基き制御信号を発生させる抵抗器回路網と、
    前記制御信号に基き前記発光ユニットの明度を制御するスイッチユニットを含むことを特徴とする光源装置。
14. 前記明度調整ユニットは手動調整器を含むことを特徴とする，請求項１３に記載の光源装置。
15. 前記明度モードは全発光（100%）明度モードと、半発光（50%）明度モード及び常夜灯モードを含むことを特徴とする，請求項１３に記載の光源装置。
16. 前記手動調整器は手動調整レバーであり、前記手動調整レバーは下に引かれるか回転されて各前記明度モードを切り換えることを特徴とする，請求項１４に記載の光源装置。
17. 前記スイッチユニットは複数個のスイッチを含むことを特徴とする，請求項１３に記載の光源装置。
18. 前記スイッチはモス（MOS）トランジスタ、モスフェット、パワーモスフェット、バイポーラトランジスタ、継電器、固体継電器、或いは光結合器であることを特徴とする，請求項１７に記載の光源装置。
19. 前記明度調整ユニットが異なる明度モードにある時に、前記電流が通過する前記発光ユニットの数は異なることを特徴とする，請求項１３に記載の光源装置。
20. 前記明度調整ユニットが異なる明度モードにある時に、前記電流が通過する前記発光ユニットストリングは異なることを特徴とする，請求項１３に記載の光源装置。

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