JP2012146646A - Led発光デバイス、端子数変換器、及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】3端子のLED装置を2端子に変換する技術を提供する。
【解決手段】単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第一LED群と、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第二LED群と、第一LED群と第二LED群のアノード共有又はカソード共有のLED共通端子とを含み、LED群の両端端子を含む3端子を有するLED3端子回路と、単方向電流規制回路からなる第一規制部と、単方向電流規制回路からなる第二規制部と、第一規制部と第二規制部のアノード共有又はカソード共有接続のLED3端子回路と逆極性になるように接続した規制回路共通端子とを含む規制3端子回路とからなり、LED共通端子と規制回路共通端子とが接続され、LED3端子回路の残りの2端子と規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されて2端子回路を構成する。
【選択図】図6
【解決手段】単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第一LED群と、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第二LED群と、第一LED群と第二LED群のアノード共有又はカソード共有のLED共通端子とを含み、LED群の両端端子を含む3端子を有するLED3端子回路と、単方向電流規制回路からなる第一規制部と、単方向電流規制回路からなる第二規制部と、第一規制部と第二規制部のアノード共有又はカソード共有接続のLED3端子回路と逆極性になるように接続した規制回路共通端子とを含む規制3端子回路とからなり、LED共通端子と規制回路共通端子とが接続され、LED3端子回路の残りの2端子と規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されて2端子回路を構成する。
【選択図】図6
Description
本発明は、LED発光デバイス、端子数変換器、及び照明装置に関する。
昨今においては、省エネルギー性やその他の様々な目的のために、従来の照明装置に代えて半導体発光素子である発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いた照明装置が広く提案されてきている。LED照明装置に望まれている機能のひとつに調色機能がある。調色可能な照明装置の光源への適用を目的として、生成する白色光の色温度が異なる2つの白色光生成系を1つのパッケージに収めた白色LEDと、該白色LEDを用いた発光モジュールが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
また、特許文献2には、LEDのアノード側に逆流防止用ダイオードとLEDの順電流を制限する為の抵抗を介して電源電圧に接続し、それらと並列接続となるようにスイッチ回路と順電流を制限する為の抵抗を介して電源電圧を接続させる技術が開示されている。
図1は、アノードを共通端子とする3端子のLED照明装置の従来技術の一例である。この従来技術に係るLED照明装置は、第一LED群(例えば、高色温度群)と、第二LED群(例えば低色温度群)とがアノード側で直列接続されている。このようなLED照明装置では、第一LED群と第二LED群の夫々に流す電流を変化させることで、色温度の可変、調整が可能である。
ここで、昨今においては、省エネルギー性やその他の様々な目的のために、従来の照明装置(白熱電球や蛍光灯)に代えてLED照明装置が導入されつつある。LED照明装置を、既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合には、給電線をさらに1本増やすための工事などを行わなければ、3端子のLED照明装置を使用することはできない。このような、配線工事の必要性は、LED照明装置導入の障害となり、LED照明装置普及の障害ともなる。また、通常、負荷は2本の給電線からの電力を受けて動作するものが多く、3本の給電線を必要とする負荷は使い勝手が悪い。このような問題は、LED照明装置に限らず、LED装置全般(例えば、LEDチップ、LEDモジュール)について言えることである。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、3端子のLED装置を2端子に変換する技術を提供することを課題とする。
本発明では、上述した課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明に係るLED発光デバイスは、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第一LED群と、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第二LED群と、前記第一LED群と前記第二LED群のアノード共有又はカソード共有のLED共通端子とを含み、前記LED群の両端端子を含む3端子を有
するLED3端子回路と、単方向電流規制回路からなる第一規制部と、単方向電流規制回路からなる第二規制部と、前記第一規制部と前記第二規制部のアノード共有又はカソード共有接続の前記LED3端子回路と逆極性になるように接続した規制回路共通端子とを含む規制3端子回路とからなり、前記LED共通端子と前記規制回路共通端子とが接続され、前記LED3端子回路の残りの2端子と前記規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されて2端子回路を構成することで構成される。
するLED3端子回路と、単方向電流規制回路からなる第一規制部と、単方向電流規制回路からなる第二規制部と、前記第一規制部と前記第二規制部のアノード共有又はカソード共有接続の前記LED3端子回路と逆極性になるように接続した規制回路共通端子とを含む規制3端子回路とからなり、前記LED共通端子と前記規制回路共通端子とが接続され、前記LED3端子回路の残りの2端子と前記規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されて2端子回路を構成することで構成される。
本発明に係るLED発光デバイスは、LED共通端子と規制回路共通端子とが接続され、LED3端子回路の残りの2端子と規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されることで、2端子回路となる。その結果、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、給電線をさらに1本増やすための工事を行うことなく、LED発光デバイスを含むLED照明装置を取り付けることができる。そして、一対(二つ)の端子間の一方に交流電流が供給され、例えば、交流の正の半サイクルにおいて、第一規制部又は第二規制部のうちの一方の規制部によって一方の半サイクルにおける正の電流の流れが規制され、第一LED群及び第二LED群の何れか一方のLED群に電流が流れ、負の半サイクルにおいて、他方の規制部によって他方の半サイクルにおける正の電流の流れが規制され、他方のLED群に電流が流れることで、第一LED群及び第二LED群が正負のサイクル毎に点灯する。このように構成されるLED発光デバイスにおいて、例えば、交流による正負の各半サイクルで第一LED群及び第二LED群に供給される駆動電流の合計値の大きさを調整することでLED発光デバイス全体として発する白色光の輝度(発光量)を調整することができる。また、第一LED群及び第二LED群に対する駆動電流の供給比率を変更することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の色度を調整することができる。
ここで、各規制部は、電流の流れを規制する整流機能、過電流においてLED発光デバイスを保護する保護機能、一定電流が流れるようにする定電流機能のうち少なくとも何れか一つの機能を有する素子や回路によって構成することができる。例えば、各規制部には、ダイオード、ツェナーダイオードが例示される。規制部にダイオードを用いることで、電流の流れを規制することができる。また、単方向電流規制回路にツェナーダイオードを用いることで、過電流からLED発光デバイスを保護することができる。なお、各規制部は、定電流回路を含む構成としてもよい。定電流回路を含む構成とすることで、LED発光デバイスに一定電流を流すことができる。定電流回路に代えて例えばオペアンプ等を用いることもできるが、例えばトランジスタを含む定電流回路はオペアンプに比べ経済性に優れている。
ここで、第一LED群と第二LED群は、夫々異なる発光スペクトルを発する(発光波長が異なる)LED素子としてもよい。また、前記第一LED群と前記第二LED群は、夫々色度(色度は、色相、色温度等を含む概念であり以下同様。)が異なるものとしてもよい。各LED群を構成するLED素子に発光波長域が異なる素子を用いることで、各LED群から異なる発光スペクトルを発することができる。例えば、一方のLED群を構成するLED素子に所定の発光波長の光で刺激(励起)すると所定の色度の白色を発光する蛍光体を埋めむことができ、他方のLED群を構成するLED素子に所定の発光波長の光で刺激(励起)すると所定の色度と異なる色度の白色を発光する蛍光体を埋めこむことができる。そして、各LED発光デバイスでは、交流電源による正負の各半サイクルで第一LED群及び第二LED群に供給される駆動電流の合計値の大きさを増減することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の輝度(発光量)を調整することができる。また、第一LED群及び第二LED群に対する駆動電流の供給比率を変更することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の色度を調整することができる。
ここで、本発明に係るLED発光デバイスは、電力源と前記LED共通端子との間に位
置し、前記LED共通端子に電流を供給するスイッチを更に備える構成としてもよい。先に説明したLED発光デバイスでは、第一LED群と第二LED群とが交互に点灯する。これに対し、本発明に係るLED発光デバイスでは、スイッチによって第一LED群と第二LED群の双方へ電流が供給される状態とすることで、第一LED群と第二LED群を同時に点灯することができる。
置し、前記LED共通端子に電流を供給するスイッチを更に備える構成としてもよい。先に説明したLED発光デバイスでは、第一LED群と第二LED群とが交互に点灯する。これに対し、本発明に係るLED発光デバイスでは、スイッチによって第一LED群と第二LED群の双方へ電流が供給される状態とすることで、第一LED群と第二LED群を同時に点灯することができる。
なお、本発明は、上述したLED発光デバイスの一部を構成する端子数変換器として特定することもできる。具体的には、本発明は、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第一LED群と、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第二LED群と、前記第一LED群と前記第二LED群のアノード共有又はカソード共有のLED共通端子とを含み、前記LED群の両端端子を含む3端子を有するLED3端子回路と接続される端子数変換器であって、単方向電流規制回路からなる第一規制部と、単方向電流規制回路からなる第二規制部と、前記第一規制部と前記第二規制部のアノード共有又はカソード共有接続の前記LED3端子回路と逆極性になるように接続した規制回路共通端子とを含む規制3端子回路とからなり、前記LED3端子回路のLED共通端子と前記規制3端子回路の規制回路共通端子とが接続され、前記LED3端子回路の残りの2端子と前記規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されて前記LED3端子回路を2端子回路として機能させる端子数変換器である。
また、本発明は、上述したLED発光デバイスを含むLED照明装置として特定することもできる。また、本明細書において、LEDには、有機エレクトロルミネッセンス(Organic Electro-Luminescence:有機EL)が含まれる。
本発明によれば3端子のLED装置を2端子に変換する技術を提供することができる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は例示であり、本発明は実施形態に限定されない。
<第一実施形態>
[構成]
図2は、第一実施形態に係るLED発光デバイス10を示す。第一実施形態に係るLED発光デバイス10は、3端子のLED装置500(本発明のLED3端子回路に相当する)と、3端子の端子数変換器600(本発明の規制3端子回路に相当する)とを含む。端子数変換器600は、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることを可能とする。端子数変換器600は、LED発光デバイス10に予め組み込まれていてもよく、また、既存の3端子のLED装置500に取り付けて用いる別部品や、予めLED発光デバイス10に組み込まれている端子数変換器600の交換部品として用いることもできる。
[構成]
図2は、第一実施形態に係るLED発光デバイス10を示す。第一実施形態に係るLED発光デバイス10は、3端子のLED装置500(本発明のLED3端子回路に相当する)と、3端子の端子数変換器600(本発明の規制3端子回路に相当する)とを含む。端子数変換器600は、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることを可能とする。端子数変換器600は、LED発光デバイス10に予め組み込まれていてもよく、また、既存の3端子のLED装置500に取り付けて用いる別部品や、予めLED発光デバイス10に組み込まれている端子数変換器600の交換部品として用いることもできる。
[3端子のLED装置]
3端子のLED装置500は、第一LED群501、第二LED群502、アノード共通端子503(本発明のLED共通端子に相当する)、第一LED群501のカソード側端子504、第二LED群のカソード側端子505、及び配線を有する。第一LED群501と第二LED群502とは、アノード共通端子503を介して直列接続されている。第一LED群501及び第二LED群502は、夫々所定数のLED素子からなる。
3端子のLED装置500は、第一LED群501、第二LED群502、アノード共通端子503(本発明のLED共通端子に相当する)、第一LED群501のカソード側端子504、第二LED群のカソード側端子505、及び配線を有する。第一LED群501と第二LED群502とは、アノード共通端子503を介して直列接続されている。第一LED群501及び第二LED群502は、夫々所定数のLED素子からなる。
[端子数変換器]
第一実施形態に係る端子数変換器600は、第一端子601、第二端子602、第三端子603、第一ダイオード604、第二ダイオード605を備える。第一端子601は、第一ダイオード604のアノード側に位置し、交流電流における一方の半サイクルにおいて正の電流が入力される。第二端子602は、第二ダイオード605のアノード側に位置し、他方の半サイクルにおいて正の電流が入力される。第三端子603(本発明の規制回路共通端子に相当する)は、第一ダイオード604と第二ダイオード605との間に位置し、アノード共通端子503が接続されている。また、第一端子601と第一ダイオード604との間において、第一LED群501のカソード側端子504が接続されている。更に、第二端子602と第二ダイオード605との間において、第二LED群のカソード側端子505が接続されている。
第一実施形態に係る端子数変換器600は、第一端子601、第二端子602、第三端子603、第一ダイオード604、第二ダイオード605を備える。第一端子601は、第一ダイオード604のアノード側に位置し、交流電流における一方の半サイクルにおいて正の電流が入力される。第二端子602は、第二ダイオード605のアノード側に位置し、他方の半サイクルにおいて正の電流が入力される。第三端子603(本発明の規制回路共通端子に相当する)は、第一ダイオード604と第二ダイオード605との間に位置し、アノード共通端子503が接続されている。また、第一端子601と第一ダイオード604との間において、第一LED群501のカソード側端子504が接続されている。更に、第二端子602と第二ダイオード605との間において、第二LED群のカソード側端子505が接続されている。
[動作]
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501と第二LED群502を発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、正の電流は、第一ダイオード604,第三端子603,アノード共通端子503を通って第二LED群502を流れて点灯のために消費され、第二端子602から出ていく状態となる。逆に、負の電流は、第二端子602、第二ダイオード605、第三端子603を通って第一LED群501を流れて点灯のために消費され、第一端子601から出ていく状態となる。このように、LED発光デバイス10は2端子となっているので、予め用意された2本の給電線にLEDデバイス10接続し、交流電流で駆動することができる。また、第一端子601、第二端子602の前段に駆動用の交流電流を生成する変圧回路などを設けることで、所望の交流電圧でLED発光デバイス10を駆動することができる。
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501と第二LED群502を発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、正の電流は、第一ダイオード604,第三端子603,アノード共通端子503を通って第二LED群502を流れて点灯のために消費され、第二端子602から出ていく状態となる。逆に、負の電流は、第二端子602、第二ダイオード605、第三端子603を通って第一LED群501を流れて点灯のために消費され、第一端子601から出ていく状態となる。このように、LED発光デバイス10は2端子となっているので、予め用意された2本の給電線にLEDデバイス10接続し、交流電流で駆動することができる。また、第一端子601、第二端子602の前段に駆動用の交流電流を生成する変圧回路などを設けることで、所望の交流電圧でLED発光デバイス10を駆動することができる。
ここで、第一LED群501を構成するLED素子と第二LED群502を構成するLED素子は、互いに異なるスペクトルの白色光を発する(発光波長域が異なる)LED素子である。例えば、第一LED群501を構成するLED素子及び第二LED群502を構成するLED素子の夫々は、発光波長が410nmで、順方向電流のときの端子電圧は3.5Vである。また、第一LED群501を構成するLED素子には、発光波長410nmの光で刺激(励起)すると約3000K(ケルビン)の白色を発光する蛍光体が埋め
込まれている。一方、第二LED群502を構成するLED素子には、発光波長410nmの光で刺激(励起)すると約5000K(ケルビン)の白色を発光する蛍光体が埋め込まれている。なお、上記した第一LED群501を構成するLED素子及び第二LED群502を構成するLED素子における励起波長、発光する白色光の色度、端子電圧等の各値は例示であり、適宜変更なし得る。また、第一LED群501を構成するLED素子と、第二LED群502を構成するLED素子は、同色の光を発するようにされていてもよく、異なる色の光を発するようにされていても良い。同色であっても、上記のように、色度の異なるLED群を適用することもできる。
込まれている。一方、第二LED群502を構成するLED素子には、発光波長410nmの光で刺激(励起)すると約5000K(ケルビン)の白色を発光する蛍光体が埋め込まれている。なお、上記した第一LED群501を構成するLED素子及び第二LED群502を構成するLED素子における励起波長、発光する白色光の色度、端子電圧等の各値は例示であり、適宜変更なし得る。また、第一LED群501を構成するLED素子と、第二LED群502を構成するLED素子は、同色の光を発するようにされていてもよく、異なる色の光を発するようにされていても良い。同色であっても、上記のように、色度の異なるLED群を適用することもできる。
このように構成される第一実施形態に係るLED発光デバイス10では、交流電源による正負の各半サイクルで第一LED群501及び第二LED群502に供給される駆動電流の合計値の大きさを増減することで、LED発光デバイス10全体として発する白色光の輝度(発光量)を調整することができる。また、第一LED群501及び第二LED群502に対する駆動電流の供給比率を変更することで、LED発光デバイス10全体として発する白色光の色度を調整することができる。
[効果]
以上説明した第一実施形態に係るLED発光デバイス10によれば、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第一実施形態に係るLED発光デバイス10を含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第一実施形態に係るLED発光デバイス10は、交流電流で駆動することができ、第一LED群501及び第二LED群502の夫々の点灯時間を変化させることで、容易に調色を行うことができる。
以上説明した第一実施形態に係るLED発光デバイス10によれば、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第一実施形態に係るLED発光デバイス10を含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第一実施形態に係るLED発光デバイス10は、交流電流で駆動することができ、第一LED群501及び第二LED群502の夫々の点灯時間を変化させることで、容易に調色を行うことができる。
<第二実施形態>
[構成]
図3は、第二実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第二実施形態に係るLED発光デバイスは、例えば、第一端子601や第二端子602から過電圧が印加された場合における、第一LED群501や第二LED群502の過電圧による、LED装置510の破損をより確実に防止する。第二実施形態に係る3端子のLED装置500は、第一実施形態に係る3端子のLED装置500と同じである。第二実施形態に係るLED発光デバイスでは、第一実施形態に係るLED発光デバイス10の第一ダイオード604及び第二ダイオード605の代わりに、第一ツェナーダイオード611及び第二ツェナーダイオード612が夫々用いられている。なお、第一実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は割愛する。
[構成]
図3は、第二実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第二実施形態に係るLED発光デバイスは、例えば、第一端子601や第二端子602から過電圧が印加された場合における、第一LED群501や第二LED群502の過電圧による、LED装置510の破損をより確実に防止する。第二実施形態に係る3端子のLED装置500は、第一実施形態に係る3端子のLED装置500と同じである。第二実施形態に係るLED発光デバイスでは、第一実施形態に係るLED発光デバイス10の第一ダイオード604及び第二ダイオード605の代わりに、第一ツェナーダイオード611及び第二ツェナーダイオード612が夫々用いられている。なお、第一実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は割愛する。
[動作]
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、図示しない交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501と第二LED群502を発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、一方の半サイクルにおける正の電流は、第一ツェナーダイオード611,第三端子603,アノード共通端子503を通って第二LED群502を流れて点灯のために消費され、第二端子602から出ていく状態となる。万一、第一端子601と第二端子602との間に過電圧が生じても、第二ツェナーダイオード612が降伏することで、LED装置500の破損を防止することができる。逆に、第二端子602からの負の電流は、第二ツェナーダイオード612,第三端子603,アノード共通端子503を通って第一LED群501を流れて点灯のために消費され、第一端子601から出ていく状態となる。万一、第二端子602と第一端子601との間に過電圧が生じても、第一ツェナーダイオード611が降伏すること
で、LED装置500の破損を防止することができる。つまり、第二実施形態に係るLED発光デバイスでは、第一ツェナーダイオード611又は第二ツェナーダイオード612が過電圧の発生時に積極的に降伏現象を起こすことで、より適正に第一LED群501、第二LED群502の保護を図ることができる。そして、第二実施形態においても、3端子のLED装置500を2端子のLED発光デバイス10として使用できるので、予め用意された二本の(一対の)給電線と接続し、交流電流で駆動することができる。また、第一端子601、第二端子602の前段に駆動用の交流電流を生成する変圧回路などを設けることで、所望の交流電圧によりLED装置500を駆動できる。
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、図示しない交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501と第二LED群502を発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、一方の半サイクルにおける正の電流は、第一ツェナーダイオード611,第三端子603,アノード共通端子503を通って第二LED群502を流れて点灯のために消費され、第二端子602から出ていく状態となる。万一、第一端子601と第二端子602との間に過電圧が生じても、第二ツェナーダイオード612が降伏することで、LED装置500の破損を防止することができる。逆に、第二端子602からの負の電流は、第二ツェナーダイオード612,第三端子603,アノード共通端子503を通って第一LED群501を流れて点灯のために消費され、第一端子601から出ていく状態となる。万一、第二端子602と第一端子601との間に過電圧が生じても、第一ツェナーダイオード611が降伏すること
で、LED装置500の破損を防止することができる。つまり、第二実施形態に係るLED発光デバイスでは、第一ツェナーダイオード611又は第二ツェナーダイオード612が過電圧の発生時に積極的に降伏現象を起こすことで、より適正に第一LED群501、第二LED群502の保護を図ることができる。そして、第二実施形態においても、3端子のLED装置500を2端子のLED発光デバイス10として使用できるので、予め用意された二本の(一対の)給電線と接続し、交流電流で駆動することができる。また、第一端子601、第二端子602の前段に駆動用の交流電流を生成する変圧回路などを設けることで、所望の交流電圧によりLED装置500を駆動できる。
なお、第一実施形態に係るLED発光デバイス10と同じく、第一LED群501を構成するLED素子と第二LED群502を構成するLED素子は、互いに異なるスペクトルの白色光を発する(発光波長域が異なる)LED素子とすることができる。また、第二実施形態に係るLED発光デバイスにおいても、交流電源による正負の各半サイクルで第一LED群501及び第二LED群502に供給される駆動電流の合計値の大きさを増減することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の輝度(発光量)を調整することができる。また、第一LED群501及び第二LED群502に対する駆動電流の供給比率を変更することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の色度を調整することができる。
[効果]
以上説明した第二実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第二実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第二実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501及び第二LED群502に流れる電流を変化させることで、容易に調色を行うことができる。また、第一ツェナーダイオード611又は第二ツェナーダイオード612が過電圧の発生時に積極的に降伏現象を起こすことで、より適正に第一LED群501、第二LED群502の保護、換言するとLED発光デバイスの保護を図ることができる。
以上説明した第二実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第二実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第二実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501及び第二LED群502に流れる電流を変化させることで、容易に調色を行うことができる。また、第一ツェナーダイオード611又は第二ツェナーダイオード612が過電圧の発生時に積極的に降伏現象を起こすことで、より適正に第一LED群501、第二LED群502の保護、換言するとLED発光デバイスの保護を図ることができる。
<第三実施形態>
[構成]
図4は、第三実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第三実施形態に係るLED発光デバイスも第一実施形態と同じく、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることを可能とする。但し、第三実施形態では、3端子のLED装置500を構成する第一LED群501aと第二LED群502aの配置が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。また、第一実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は割愛する。
[構成]
図4は、第三実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第三実施形態に係るLED発光デバイスも第一実施形態と同じく、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることを可能とする。但し、第三実施形態では、3端子のLED装置500を構成する第一LED群501aと第二LED群502aの配置が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。また、第一実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は割愛する。
[3端子のLED装置]
第三実施形態に係る3端子のLED装置510は、第一実施形態におけるアノード共通端子503に代えてカソード共通端子503aを有し、第一LED群501aと第二LED群502aの極性が第一実施形態における第一LED群501と第二LED群502の極性と逆になるように接続されている。
第三実施形態に係る3端子のLED装置510は、第一実施形態におけるアノード共通端子503に代えてカソード共通端子503aを有し、第一LED群501aと第二LED群502aの極性が第一実施形態における第一LED群501と第二LED群502の極性と逆になるように接続されている。
[端子数変換器]
第三実施形態に係る端子数変換器620は、第一ダイオード604aと第二ダイオード605aの極性が、第一実施形態に係る端子数変換器600の極性と逆になるように構成
されている。それ以外の点は、第一実施形態に係る端子数変換器600の構成と同じであり、第三実施形態に係る端子数変換器620は、第一端子601、第二端子602、第三端子603、第一ダイオード604a、第二ダイオード605aを備える。
第三実施形態に係る端子数変換器620は、第一ダイオード604aと第二ダイオード605aの極性が、第一実施形態に係る端子数変換器600の極性と逆になるように構成
されている。それ以外の点は、第一実施形態に係る端子数変換器600の構成と同じであり、第三実施形態に係る端子数変換器620は、第一端子601、第二端子602、第三端子603、第一ダイオード604a、第二ダイオード605aを備える。
[動作]
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501aと第二LED群502aを発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、正の電流は、第一LED群501aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第二ダイオード605aを通って最終的に第二端子602から出ていく状態となる。逆に、第二端子602からの負の電流は、第二LED群502aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第一ダイオード604を通って最終的に第一端子601から出ていく状態となる。このように、第三実施形態に係るLED装置510も、2端子となっているので、二本の給電線に接続し、交流電流で駆動することができる。
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501aと第二LED群502aを発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、正の電流は、第一LED群501aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第二ダイオード605aを通って最終的に第二端子602から出ていく状態となる。逆に、第二端子602からの負の電流は、第二LED群502aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第一ダイオード604を通って最終的に第一端子601から出ていく状態となる。このように、第三実施形態に係るLED装置510も、2端子となっているので、二本の給電線に接続し、交流電流で駆動することができる。
なお、第一実施形態に係るLED発光デバイス10と同じく、第一LED群501aを構成するLED素子と第二LED群502aを構成するLED素子は、互いに異なるスペクトルの白色光を発する(発光波長域が異なる)LED素子とすることができる。また、第三実施形態に係るLED発光デバイスにおいても、交流電源による正負の各半サイクルで第一LED群501a及び第二LED群502aに供給される平均電流の合計値の大きさを増減することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の輝度(発光量)を調整することができる。また、第一LED群501a及び第二LED群502aに供給される平均電流の比を変更することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の色度を調整することができる。
[効果]
以上説明した第三実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置510を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第三実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第二実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501a及び第二LED群502aに流れる電流を変化させることで、容易に輝度(発光量)及び色度の調整を行うことができる。
以上説明した第三実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置510を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第三実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第二実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501a及び第二LED群502aに流れる電流を変化させることで、容易に輝度(発光量)及び色度の調整を行うことができる。
<第四実施形態>
[構成]
図5は、第四実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第四実施形態に係るLED発光デバイスは、第二実施形態に係るLED発光デバイスと同様の機能を有する。すなわち、第四実施形態に係るLED発光デバイスは、第一端子601や第二端子602から過電圧が印加された場合における、第一LED群501aや第二LED群502aの過電圧による、LED装置510の破損をより確実に防止するものである。第四実施形態に係る3端子のLED装置510は、第三実施形態に係る3端子のLED装置510と同じである。第四実施形態に係るLED発光デバイスは、第三実施形態に係るLED発光デバイスにおける第一ダイオード604a及び第二ダイオード605aの夫々に代えて、第一ツェナーダイオード611a及び第二ツェナーダイオード612aが用いられている。なお、先に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は割愛する。
[構成]
図5は、第四実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第四実施形態に係るLED発光デバイスは、第二実施形態に係るLED発光デバイスと同様の機能を有する。すなわち、第四実施形態に係るLED発光デバイスは、第一端子601や第二端子602から過電圧が印加された場合における、第一LED群501aや第二LED群502aの過電圧による、LED装置510の破損をより確実に防止するものである。第四実施形態に係る3端子のLED装置510は、第三実施形態に係る3端子のLED装置510と同じである。第四実施形態に係るLED発光デバイスは、第三実施形態に係るLED発光デバイスにおける第一ダイオード604a及び第二ダイオード605aの夫々に代えて、第一ツェナーダイオード611a及び第二ツェナーダイオード612aが用いられている。なお、先に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は割愛する。
[動作]
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501aと第二LED群502aを発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、電流は、第一LED群501aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第二ツェナーダイオード612を通って最終的に第二端子602から出ていく。万一、第一端子601と第二端子602間に過電圧が生じても、第一ツェナーダイオード611aが降伏することで、LED装置510の破損を防止することができる。逆に、第二端子602からの負の電流は、第二LED群502aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第一ツェナーダイオード611aを通って最終的に第一端子601から出ていく。万一、第二端子602と第一端子601間に過電圧が生じても、第二ダイオード612aが降伏することで、LED装置510の破損を防止することができる。このように、第四実施形態に係るLED装置510も、2端子となっているので、既存の二本の給電線を用いて交流電流で駆動することができる。
2つの端子(第一端子601、第二端子602)間には、交流電源から供給される交流電流が、第一LED群501aと第二LED群502aを発光させるための駆動電流として通電される。第一端子601から正の電流が入力される場合、電流は、第一LED群501aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第二ツェナーダイオード612を通って最終的に第二端子602から出ていく。万一、第一端子601と第二端子602間に過電圧が生じても、第一ツェナーダイオード611aが降伏することで、LED装置510の破損を防止することができる。逆に、第二端子602からの負の電流は、第二LED群502aを流れて点灯のために消費され、その後、カソード共通端子503a,第三端子603,第一ツェナーダイオード611aを通って最終的に第一端子601から出ていく。万一、第二端子602と第一端子601間に過電圧が生じても、第二ダイオード612aが降伏することで、LED装置510の破損を防止することができる。このように、第四実施形態に係るLED装置510も、2端子となっているので、既存の二本の給電線を用いて交流電流で駆動することができる。
なお、第一実施形態に係るLED発光デバイス10と同じく、第一LED群501aを構成するLED素子と第二LED群502aを構成するLED素子は、互いに異なるスペクトルの白色光を発する(発光波長域が異なる)LED素子とすることができる。また、第四実施形態に係るLED発光デバイスにおいても、交流電源による正負の各半サイクルで第一LED群501a及び第二LED群502aに供給される平均電流の合計値の大きさを増減することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の輝度(発光量)を調整することができる。また、第一LED群501a及び第二LED群502aに供給される平均電流の比を変更することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の色度を調整することができる。
[効果]
以上説明した第四実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置510を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第四実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第四実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501a及び第二LED群502aに流れる電流比を変化させることで、容易に調色を行うことができる。また、電流比が維持される状態で、各LED群に供給される電流を増減することで、色度を維持した状態で輝度(発光量)を変更することができる。また、第一ツェナーダイオード611a又は第二ツェナーダイオード612aが過電圧の発生時に積極的に降伏現象を起こすことで、より適正に第一LED群501a、第二LED群502aの保護、換言するとLED発光デバイスの保護を図ることができる。
以上説明した第四実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置510を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第四実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第四実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501a及び第二LED群502aに流れる電流比を変化させることで、容易に調色を行うことができる。また、電流比が維持される状態で、各LED群に供給される電流を増減することで、色度を維持した状態で輝度(発光量)を変更することができる。また、第一ツェナーダイオード611a又は第二ツェナーダイオード612aが過電圧の発生時に積極的に降伏現象を起こすことで、より適正に第一LED群501a、第二LED群502aの保護、換言するとLED発光デバイスの保護を図ることができる。
<第五実施形態>
[構成]
図6は、第五実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第五実施形態に係るLED発光デバイスは、第一実施形態に係るLED発光デバイス10における第一ダイオード604及び第二ダイオード605の夫々に直列に接続される定電流回路C1及び定電流回路C2を更に備える。
[構成]
図6は、第五実施形態に係るLED発光デバイスを示す。第五実施形態に係るLED発光デバイスは、第一実施形態に係るLED発光デバイス10における第一ダイオード604及び第二ダイオード605の夫々に直列に接続される定電流回路C1及び定電流回路C2を更に備える。
第一定電流回路C1は、第二LED群502に供給される電流値を一定に保つために第二LED群502への電流制限を行う。また、第二定電流回路C2は、第一LED群501に供給される電流値を一定に保つために第一LED群501への電流制限を行う。図6に示すように、第一定電流回路C1と第二定電流回路C2は、逆極性で直列に接続されて
いる。なお、図6における符号D1、D2はダイオードである。
いる。なお、図6における符号D1、D2はダイオードである。
第一定電流回路C1は、二つのトランジスタTr11,Tr12と、二つの抵抗R11,R12を含んで構成されている。LED発光デバイスに交流電源から交流電流が供給され、例えば第一端子601から正の電流が入力されると、ダイオードD1には順方向バイアスが掛かり、ダイオードD2には逆方向バイアスが掛かる。その結果、交流電流は第一定電流回路C1を流れるが、第二定電流回路C2には流れない。
そのときに、トランジスタTr11のコレクタ電流が増加すると、トランジスタTr11のエミッタ側に接続されている抵抗R11の電位が上昇し、トランジスタTr12がオンする。これにより、トランジスタTr11のベース電流が減少し、結果としてトランジスタTr11のコレクタ電流が減少する。一方、トランジスタTr11のコレクタ電流が減少した場合には、上記とは逆の動作が起こることで、トランジスタTr11のコレクタ電流は一定に保たれ負帰還動作を実現する。
一方、第二端子602から負の電流が入力されると、ダイオードD2には順方向バイアスが掛かり、ダイオードD1には逆方向バイアスが掛かるようになる。その結果、交流電流は第二定電流回路C2を流れ、第一定電流回路C1には流れない。なお、第二定電流回路C2は、第一定電流回路C1と同等の構成であり、二つのトランジスタTr21,Tr22と、二つの抵抗R21,R22を含んで構成されている。
第二端子602から正の電流が入力される場合においてトランジスタTr21のコレクタ電流が増加すると、トランジスタTr21のエミッタ側に接続されている抵抗R21の電圧が上昇し、トランジスタTr22がオンする。これにより、トランジスタTr21のベース電流が減少し、結果としてトランジスタTr21のコレクタ電流が減少する。一方、トランジスタTr21のコレクタ電流が減少した場合には、上記とは逆の動作が起こることで、トランジスタTr21のコレクタ電流は負帰還動作の実現により一定電流に保たれる。以上の定電流動作は、Tr12、Tr22のベース〜エミッタ電圧が、npn型シリコントランジスタでは、温度に因らず0.7V一定に保たれることを利用している。なお、上記各トランジスタに代えてFET(電界効果トランジスタ)を用いてもよい。
なお、LEDデバイスを正負の電流が流れる経路は、第一実施形態と同様である。第一実施形態に係るLED発光デバイス10と同じく、第一LED群501を構成するLED素子と第二LED群502を構成するLED素子は、互いに異なるスペクトルの白色光を発する(発光波長域が異なる)LED素子とすることができる。また、第五実施形態に係るLED発光デバイスにおいても、交流電源による正負の各半サイクルで第一LED群501及び第二LED群502に供給される平均電流の合計値の大きさを増減することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の輝度(発光量)を調整することができる。また、第一LED群501及び第二LED群502に対する平均電流の比を変更することで、LED発光デバイス全体として発する白色光の色度を調整することができる。
[効果]
以上説明した第五実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第五実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第五実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501及び第二LED群502に流れる電流を変化させることで、容易に調色を行うことができる。更に、第五実施形態に係るLED発光デバイスは、第
一LED群501及び第二LED群502の各々に一定電流を供給するための第一定電流回路C1及び第二定電流回路C2を備えたので、第一LED群501及び第二LED群502の発光状態のばらつきを抑え、安定した発光状態とすることができる。
以上説明した第五実施形態に係るLED発光デバイスによれば、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることができる。その結果、LED照明装置を既存の照明装置に代えて導入する場合のように、既存の2本の給電線が予め用意されている場合においても、第五実施形態に係るLED発光デバイスを含むLED照明装置によれば、給電線をさらに1本増やすための工事などを行うことなくLED照明装置を設置することができる。また、第五実施形態に係るLED発光デバイスは、交流電流で駆動することができ、第一LED群501及び第二LED群502に流れる電流を変化させることで、容易に調色を行うことができる。更に、第五実施形態に係るLED発光デバイスは、第
一LED群501及び第二LED群502の各々に一定電流を供給するための第一定電流回路C1及び第二定電流回路C2を備えたので、第一LED群501及び第二LED群502の発光状態のばらつきを抑え、安定した発光状態とすることができる。
[第六実施形態]
第六実施形態では、第一実施形態に係るLED発光デバイス10(LED装置500及び端子数変換器600)を白色LED調光装置(白色調色装置)に適用した例について説明する。図7は、第六実施形態における白色LED調光装置(白色調色装置)の回路構成例を示す。図7において、LED調光回路は、LED装置500の発光により得られる白色照明光の色相を調整する。本実施形態における白色LED調光装置には、上述した第二から第五実施形態に係るLED発光デバイスも好適に適用することができる。
第六実施形態では、第一実施形態に係るLED発光デバイス10(LED装置500及び端子数変換器600)を白色LED調光装置(白色調色装置)に適用した例について説明する。図7は、第六実施形態における白色LED調光装置(白色調色装置)の回路構成例を示す。図7において、LED調光回路は、LED装置500の発光により得られる白色照明光の色相を調整する。本実施形態における白色LED調光装置には、上述した第二から第五実施形態に係るLED発光デバイスも好適に適用することができる。
ここに、LED装置500は、サファイヤ基板上に製作された発光ダイオード群であり、第一LED群501及び第二LED群502によって構成されている。第六実施形態では、例えば、第一LED群501には交流の正の半サイクルで正の駆動電流が供給される一方で、第二LED群502には、交流の負の半サイクルで負の駆動電流が供給されるように回路接続されている。
第一LED群501に含まれるLED素子の夫々は、発光波長が410nmで、順方向電流のときの端子電圧は3.5V、LED素子を20個直列に接続した場合には、70Vの直流で最大光量を発生する。
第一LED群501のLED素子には、発光波長410nmの光で刺激(励起)すると約3000Kの白色を発光する蛍光体が埋め込まれており、交流の正負の一方の半サイクルで点灯する。
これに対し、第二LED群502を構成するLED素子は、発光波長410nmの光で刺激(励起)すると約5000Kの白色を発光する蛍光体が埋め込まれており、交流の正負の他方の半サイクルで点灯する。
なお、各LED群を構成する複数のLED素子の数は適宜変更可能であり、一つのLED素子であっても良い。また、第一LED群501及び第二LED群502が発する白色光は、相互に異なる必要があるが、色度(発光波長領域)は適宜選択可能である。
端子数変換器600は、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させる。
調光回路は、交流電源入力端子1と、トライアック30と、トリガダイオード40と、時定数回路50と、ヒステリシス除去回路70と、保護回路80と有している。
交流電源入力端子1は、商用電源(交流100V)からの電力を調光回路内に供給するための端子であり、商用電源に接続するためのプラグを含む。入力端子1の一方は、端子数変換器600の第一端子601に接続されている。
トライアック30は、LED装置500の第二端子602に接続されており、第一LED群、第二LED群502に対する交流1サイクル中の通電期間において、交流電源入力端子1から入力された交流電流を通電する。トライアック30は、半サイクルの或る時点でオン(点弧)すると、当該半サイクルが終了するまで第二端子602に対して正又は負の電流を供給し続ける。
トリガダイオード40は、トライアック30が点弧するためのトリガ信号をトライアック30に供給する。
時定数回路50は、トリガダイオード40がトライアック30にトリガ信号を供給するタイミングを制御する。時定数回路50は、直列接続されたダイオード51,抵抗器52,及び可変抵抗器53と、直列接続されたダイオード61,抵抗器62,可変抵抗器63と、キャパシタ(コンデンサ)54とを有し、トリガダイオード40に接続されている。可変抵抗器53,63には、これらの抵抗値を個別に調整するための操作部(つまみなど)が設けられる。
抵抗器52,可変抵抗器53及びキャパシタ54は、交流の正の半サイクル(サイクル前半)においてトリガダイオード40への印加電圧をチャージするCR時定数回路を構成し、これらの抵抗値及び容量値で決まる時定数に従ってトリガダイオード40をオンにする。ダイオード51は、逆流防止用のダイオードである。一方、抵抗器62,可変抵抗器63及びキャパシタ54は、交流の負の半サイクル(サイクル後半)においてトリガダイオード40への印加電圧をチャージするCR時定数回路を構成し、これらの抵抗値及び容量値で決まる時定数に従ってトリガダイオード40をオンにする。
図8(A)は、調光回路に印加される商用電源波形を示し、図8(B)は、トリガダイオード40に印加される電圧(キャパシタ54に対する電荷のチャージの様子)を示す。図8(A)に示すように、調光回路には、サインカーブの交流電圧が印加される。正の半サイクルにおいて、電圧印加の開始と同時に、時定数回路50のキャパシタ54に対する正のチャージが開始され、キャパシタ54にチャージされた電荷が所定量になる時間t1で、トリガダイオード40がトリガ信号をトライアック30に供給し、トライアック30が点弧し、LED装置500に対する正の電流供給を開始する。電流供給は半サイクルの終了まで継続される。負の半サイクルでは、正の半サイクルと極性を反対にした同様の動作が行われ、時間t2でトライアック30が点弧し、負の電流がLED装置500に供給される。
このように、正負の各半サイクルで、時定数回路50の時定数に従ったタイミングでトライアック30が点弧し、LED装置500に対して駆動電流を供給する。図8(A)の斜線部分が、正負の半サイクルでLED装置500に供給される電圧(電流)を示す。時定数は、可変抵抗器53,63の抵抗値によって変化する。すなわち、可変抵抗器53の抵抗値が小さくなる程、時定数は小さくなり、トライアック30が点弧するタイミングが早まる。このように、可変抵抗器53,63の抵抗値を変化させることで、第一LED群501、第二LED群502に対する半サイクル中の通電時間、すなわち電流値を可変にすることができる。可変抵抗器53,63の抵抗値は個別に操作可能である。よって、第六実施形態の調光回路では、正負の半サイクルにおける通電時間を個別に制御(調整)することができる。
ヒステリシス除去回路70は、交流の正負の半サイクルの終了までにキャパシタ54にチャージされた残留電荷を除去して、ヒステリシスを除去するための回路である。
保護回路80は、LED装置500及びトライアック30に対して並列接続されており、その一端は第一端子601に接続され、一方は接地されている。保護回路80は、ツェナーダイオード81,82を有しており、インパルスやサージが発生したときに降伏してLED発光デバイス10(LED装置500)を保護する。
次に、調光回路の動作例(操作例)について説明する。最初に、可変抵抗器53,63の操作部を操作して、これらの各抵抗値を最大値に設定する。交流電点入力端子1を図示
しない商用電源100Vに接続する。すると、調光回路には、交流電圧(交流電流)が供給される状態となる。
しない商用電源100Vに接続する。すると、調光回路には、交流電圧(交流電流)が供給される状態となる。
すると、LED装置500(負荷)には、図8(A)の斜線で示す電流が流れる。これにより、各第一LED群501、第二LED群502は、各半サイクルの後半部分で間欠的に発光し、人間の目には暗く点灯したように感じる。
次に、可変抵抗器53の操作部を操作して抵抗値を減少させると、トライアック30の点弧タイミングが早まり、交流電流の正の半サイクルにおける平均電流値が増加し、人間の目にはやや明るく点灯したように感じる。
さらに、可変抵抗器63の操作部を操作して抵抗値を減少させると、交流電流の負の半サイクルにおける平均電流値が増加し、人間の目にはさらに明るく点灯したように感じる。このとき、第一LED群501から照射される3000Kの白色の発光が、LED装置500の光量全体の主要な割合を占めるので、第一LED群501のみの点灯時よりも明るいだけでなく、色度が上昇したように感じる。
以上説明したように、第六実施形態によれば、異なる色度を有する第一LED群501、第二LED群502を、交流の各半サイクルに対応する個別の可変抵抗器53,63で個別に制御できるので、LED装置500から発せられる光の色度を3000Kから5000Kの間で、任意の色度に調整することができる。
<第七実施形態>
次に、第七実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態において説明したLED発光デバイスをLED照明システムLSに実装する形態について例示的に詳しく説明する。本実施形態におけるLED照明システムLSには、上述した第二から第五実施形態に係るLED発光デバイスも好適に適用することができる。
次に、第七実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態において説明したLED発光デバイスをLED照明システムLSに実装する形態について例示的に詳しく説明する。本実施形態におけるLED照明システムLSには、上述した第二から第五実施形態に係るLED発光デバイスも好適に適用することができる。
次に、第七実施形態に係るLED照明システムLSについて説明する。本LED照明システムLSは、調光装置Dmに電源からの二本一対の給電線が接続され、調光装置DmとLED発光デバイス10とが二本一対の給電線(駆動電流供給線)で接続される配線構造を有する。本実施形態に係る照明システムLSは、調光装置Dmの設置位置に電源(商用電源)から一対の引き込み線が引き込まれており、かつ、調光装置Dmの設置位置とLED発光デバイス10の設置配置との間に、二本一対の給電線が予め敷設されている建築物に好適に適用される。このような場合には、調光装置Dmに搭載した制御回路で調整したLED発光デバイス10に供給することができる。
図9は、第七実施形態におけるLED照明システムの回路構成の概略を示す図であり、図10は、図9に示した制御回路の構成例を示す図である。図9には、二点鎖線で表された仮想線403を境界として電気配線設置空間(仮想線403の上側)と、電気配線が接続される調光装置Dm(調光ボックス)及びLED発光デバイス10が配置されるLED照明システムLSの設置空間(仮想線403の下側)とが図示されている。
電気配線設置空間は、通常、壁内や天井裏に設けられ、壁や天井によってLED照明システムLSの設置空間と隔絶される。図9に示す例では、電気配線設置空間には、商用電源(例えば、交流100V,50Hz)が供給される一対の商用電源母線400と、一対の照明装置用給電線401(401a,401b)と、商用電源母線400から引き出された一対の照明装置点滅用の引き込み線402とが配線されている。
引き込み線402は、調光装置Dmが有する入力側の一対の端子T1,T2と接続され
る。調光装置Dmは、出力側の一対の端子T3,T4を有しており、端子T3,T4は、照明装置用給電線401(401a,401b)と接続される。一方、照明器装置給電線401には、一対の端子(第一端子601,第二端子602)を有するLED発光デバイス10が接続される。LED発光デバイス10は、第一実施形態で説明したLED発光デバイス10と同様である。
る。調光装置Dmは、出力側の一対の端子T3,T4を有しており、端子T3,T4は、照明装置用給電線401(401a,401b)と接続される。一方、照明器装置給電線401には、一対の端子(第一端子601,第二端子602)を有するLED発光デバイス10が接続される。LED発光デバイス10は、第一実施形態で説明したLED発光デバイス10と同様である。
調光装置Dmは、端子T1,T2から供給される商用電源からの交流電圧を受電する。調光装置Dmは、全波整流形の直流電源供給回路(以下、「電源回路」と略称する)412を有する。調光装置Dmは、この電源回路412により、負荷の導通状態に関わらず安定した直流電源を提供することができる。電源回路412は、直流電源供給線414,415を介して制御回路413に接続されている。商用交流電源が実効値100Vである場合には、電源回路412は、給電線414,415を介し、無負荷時に略140Vの直流電圧を供給する直流電源となる。
図10に示すように、制御回路413は、操作部416に接続された操作量検出部417と、制御装置420と、駆動装置430とを備えている。駆動装置430は、駆動論理回路(制御回路)431と、H型ブリッジ回路である駆動回路432とを含む。駆動回路432の出力端子は、端子T3,T4に接続され、照明器装置給電線401を介してLED発光デバイス10に接続されている。LED発光デバイス10については、第一実施形態において説明した通りであるが、LED発光デバイスは、3端子のLED装置500と、3端子の端子数変換器600とによって構成されている。そして、端子数変換器600を備えることで、3端子のLED装置500を2端子のLED装置として動作させることを可能としている。LED装置500は、発光波長域が相互に異なる第一LED群501を構成するLED素子、第二LED群502を構成するLED素子、アノード共通端子503などによって構成されている。また、端子数変換器600は、第一端子601、第二端子602、第三端子603、第一ダイオード604、第二ダイオード605によって構成されている。
操作部416は、LED発光デバイス10が発する光の光量の調整(調光)と色相(色度)の調整(調色)を実施するための操作デバイスである。より具体的には、操作部416は、調光用の操作ダイヤル416Aと、調色用の操作ダイヤル416Bとを含んでいる。ユーザが各ダイヤル416A,416Bを回転させることにより、LED発光デバイス10の発光量及び発光色(色相)を調整することができる。
操作量検出部417は、各操作ダイヤル416A,416Bの操作量であるダイヤルの回転量(回転角度)に応じた信号を出力する信号生成器である。本実施形態では、操作量検出部417は、操作ダイヤル416Aの回転量(回転角度)に応じて抵抗値が変動する可変抵抗器417Aと、操作ダイヤル416Bの回転量(回転角度)に応じて抵抗値が変動する可変抵抗器417Bとを含んでいる。操作量検出部417は、配線405を介して電源回路412と接続されている。操作量検出部417には、電源回路412で商用交流電源から生成された所定の直流電圧(例えば、無負荷時で最大5V)が配線405を介して印加される。
操作量検出部417と制御装置420とを結ぶ配線(信号線)418には、可変抵抗器417Aの抵抗値に応じた電圧(例えば、最大5V)が発生する。一方、操作量検出部417と制御装置420とを結ぶ配線(信号線)419には、可変抵抗器417Bの抵抗値に応じた電圧(例えば、最大5V)が発生する。このように操作量検出部417は、操作ダイヤル416A,416Bの各操作量に応じた信号電圧を発生する。
なお、操作ダイヤル416A,416Bに代えて、スライドバーが適用可能である。ス
ライドバーが適用される場合、回転量の代わりの移動量に応じた電圧(信号)が操作量検出部417で生成される。また、操作量検出部417は、可変抵抗値に応じた電圧を制御信号として出力するようにしている。これに代えて、操作ダイヤル416A,416Bの回転量(回転角度)を検出するロータリーエンコーダが設けられ、ロータリーエンコーダの回転量を示すパルスが制御装置420に入力されるようにしても良い。この場合、後述するような、電圧をディジタル値に変換するアナログ/ディジタル変換器の設置が省略可能である。
ライドバーが適用される場合、回転量の代わりの移動量に応じた電圧(信号)が操作量検出部417で生成される。また、操作量検出部417は、可変抵抗値に応じた電圧を制御信号として出力するようにしている。これに代えて、操作ダイヤル416A,416Bの回転量(回転角度)を検出するロータリーエンコーダが設けられ、ロータリーエンコーダの回転量を示すパルスが制御装置420に入力されるようにしても良い。この場合、後述するような、電圧をディジタル値に変換するアナログ/ディジタル変換器の設置が省略可能である。
制御装置420は、アナログ/ディジタル変換器(A/D変換器)、マイクロコンピュータ(マイコン:MP)、レジスタ、タイマ、カウンタ等を組み合わせた制御回路である。マイコンは、例えば、マスター・クロックが図示しない水晶発振子からの動作周波数(例えば4MHz)で動作するメモリ内蔵型マイクロプロセッサを適用することができる。但し、これに限定されるものではない。また、マイコンは、図示しない内蔵ROM(Read
Only Memory)に記録された動作プログラムを図示しないRAM(Random Access Memory)にロードし、プログラムに従った処理を実行する。
Only Memory)に記録された動作プログラムを図示しないRAM(Random Access Memory)にロードし、プログラムに従った処理を実行する。
制御装置420のA/D変換器は、信号線418に生じた電圧のディジタル値を出力し、そのディジタル値は図示しないレジスタにセットされる。また、A/D変換器は、信号線419に生じた電圧のディジタル値を出力し、そのディジタル値は図示しないレジスタにセットされる。また、制御装置420が備えるタイマ及びカウンタは、所望の自励発振周波数(例えば、1MHz)で発振するセラミック発振子421で駆動されており、制御装置420と駆動論理回路431とを結ぶ配線424,425から相補的パルスを、予め設定されたタイミングで自励出力する。この相補的パルスは、例えば、繰り返し周波数が所定の周波数となるように予め設定されている。
制御装置420のマイコンは、各レジスタにセットされたディジタル値(操作ダイヤル416A,416Bの操作量)に応じて制御パルス(制御信号)を生成する制御パルス生成処理を行い、生成したパルスを駆動論理回路431に供給(出力)する。なお、マイコンが生成したパルス(制御信号)は、配線424,425を介して駆動論理回路431に供給される。
駆動論理回路431は、配線424,425からのパルス(制御信号)供給を受けて、当該制御信号に応じたトランジスタ(スイッチング素子)TR1〜TR4のオン/オフ動作(スイッチング動作)を制御する。すなわち、制御回路431は、配線424及び425からのパルス入力がない場合には、トランジスタTR1〜TR4をオフにする。一方、制御回路431は、配線424からの正のパルスが入力されている間、トランジスタTR1及びTR4をオンにする一方で、トランジスタTR2及びTR3をオフにする。これによって、電源回路412から配線414を通じて供給される直流電流がトランジスタTR1を通って給電線401aに流れ、第二LED群502の点灯に消費される。その後、電流は給電線401b、トランジスタTR4を通って配線415へ流れる(接地される)。
これに対し、駆動論理回路431は、配線425からの負のパルスが入力されている間、トランジスタTR2及びTR3をオンにする一方で、トランジスタTR1及びTR4をオフにする。これによって、電源回路412から配線414を通じて供給される直流電流がトランジスタTR2を通って配線401bに流れ、第一LED群501の点灯に消費される。その後、電流は配線401a,トランジスタTR3を通って配線415に流れる(接地される)。
従って、LED発光デバイス10には、制御装置420から出力されるパルス(制御信号)と相似形の、正の駆動電流と負の駆動電流とが交互に供給される。言い換えれば、第
一LED群501,第二LED群502に対し、極性の異なる交流電流が駆動電流として供給される。
一LED群501,第二LED群502に対し、極性の異なる交流電流が駆動電流として供給される。
図11は、輝度(発光量)調整を行う際にLED発光デバイス10に供給される駆動電流の波形説明図である。本実施形態では、駆動装置430は、1サイクル(周期T0)において、正の制御信号を供給する期間T1に正のパルスを出力し、負の制御信号を供給する期間T2に負のパルスを出力する。調光用の操作ダイヤル416Aが操作されると、制御装置420におけるマイコンはパルス幅変調(PWM)制御を行う事で、デューティ比を調整する。
ここで、LED発光デバイス10における第一LED群501,第二LED群502に対して供給される平均電流は、パルスのオン時間に依存する。すなわち、正負のパルスのオン時間が大きい程、1サイクルにおいて各LED群501,502に供給される駆動電流の平均電流値が上昇する。逆に、デューティ比が小さくなることでパルスのオン時間が小さくなる程、LED発光デバイス10の各LED群501,502に供給される平均電流値は小さくなる。
図11(a)は、デューティ比が1のときのパルスを示す。この場合には、正負のパルス供給期間T1,T2のそれぞれにおいて一つのパルスが出力される。また、図11(b)は、マイコンのPWM制御により期間T1,T2におけるデューティ比を、図11(a)に示す状態に比べて下げた状態を示す。デューティ比の変更によって、複数の正負のパルスが供給される状態となる。さらに、図11(c)は、図11(b)に示す状態より更にデューティ比を下げた場合の状態を示す。この場合、正負の各パルスにおけるパルス幅は図11(b)の状態に比べて更に小さくなる。
図11(a)〜(c)に示す例は、順次、調光用の操作ダイヤル416AをLED発光デバイス10の発光量を少なくするように操作した様子を示す。このように、操作ダイヤル416Aが操作される場合には、制御装置420のマイコンがPWM制御によりデューティ比を下げることによって、パルスのオン時間が短くなる。その結果、LED発光デバイス10の第一LED群501、第二LED群502に供給される平均電流が低下し、第一LED群501、第二LED群502が出力する発光量が少なくなる。但し、ここでは、1サイクル(正の期間T1と負の期間T2)における、パルスのオン時間の比は変わらない。これにより、LED発光デバイス10の色相(色度)を変えることなく輝度(発光量)を増減することができる。
図12は、色相調整を行う際にLED発光デバイス10に供給される駆動電流の波形説明図である。操作ダイヤル416Bが操作された場合における、パルスの状態を図12(a)〜(c)に示す。操作ダイヤル416Bが操作された場合、制御装置420のマイコンは、そのときのパルス幅を変更することなく、1サイクル(周期T0)における正負のパルス数を変更する。図12(a)において、正負のサイクルにおけるパルス幅は同じであり、正負のサイクルにおけるパルスのオン時間の比は4:3である。
これに対し、図12(b)では、1周期におけるパルスのオン時間の比が3:4に変更されている。更に、図12(c)では、1周期における正負のパルスのオン時間の比が2:5に変更されている。このような1周期における正負のパルスのオン時間の比を変更することによって、1サイクルにおける第一LED群501及び第二LED群502の点灯時間の比が変動する。これによって、第一LED群501及び第二LED群502のそれぞれ点灯により発せられる合成光の色度(色相)が変更される。
上述した正負のパルスを出力するための繰り返し周波数T0(自励発振周波数)は、人
の目の感度や、スイッチング損失の防止、ノイズ発生の観点から、例えば、30Hz〜50kHzの間で定め得る。好ましくは、50Hz〜400Hzである。さらに好ましくは、50または60Hz〜120Hzである。自励発振周波数は、商用電源周波数から独立して定め得るが、商用電源周波数と同じ周波数を選択することを妨げない。
の目の感度や、スイッチング損失の防止、ノイズ発生の観点から、例えば、30Hz〜50kHzの間で定め得る。好ましくは、50Hz〜400Hzである。さらに好ましくは、50または60Hz〜120Hzである。自励発振周波数は、商用電源周波数から独立して定め得るが、商用電源周波数と同じ周波数を選択することを妨げない。
なお、図10に示したように、第七実施形態における制御回路413には、積分回路450及び440が設けられている。積分回路450は、第二LED群502を駆動するための正の電流の平均値に比例した電圧を制御装置420にフィードバックし、積分回路440は第一LED群501を駆動するための負の電流の平均値に比例した電圧を制御装置420にフィードバックする。制御装置420は、積分回路440,450のフィードバック電圧をA/D変換器を用いて観測し、制御信号(パルス)の生成に利用する。
以下、調光装置Dmの動作例について説明する。主電源スイッチ411(図9を参照)が閉じられると、電源回路412による整流及び電圧変換動作が行われ、制御回路413に直流電源が供給される。制御装置420のマイコンは、公知の方法で初期化動作を開始し、図示しない内蔵ROM(Read Only Memory)に記録された動作プログラムを図示しないRAM(Random Access Memory)にロードし、プログラムに従った処理を行う。
LED発光デバイス10の輝度(発光量)を調整する場合には、例えば以下のような操作及び調光装置410の動作が行われる。例えば、利用者(ユーザ)が操作ダイヤル(操作ツマミ)416Aを例えば右一杯にまわし、照明の輝度(発光量)を最大に設定すると、信号線418には最大5.0ボルトの直流電圧が発生する。制御装置420は、信号線
418に生じた電圧を内蔵のA/D変換器でディジタル信号に変換して読み取り、駆動回路430の駆動論理回路431に対し、信号線424,425を介して制御信号を与える。駆動論理回路431は、制御信号に従って駆動回路(H型ブリッジ)432を駆動させる。その際、駆動回路432は、予め設定された自励発振周波数である50Hzで駆動される。
418に生じた電圧を内蔵のA/D変換器でディジタル信号に変換して読み取り、駆動回路430の駆動論理回路431に対し、信号線424,425を介して制御信号を与える。駆動論理回路431は、制御信号に従って駆動回路(H型ブリッジ)432を駆動させる。その際、駆動回路432は、予め設定された自励発振周波数である50Hzで駆動される。
このときの制御信号波形は、図11(a)に示す通りであり、正のパルス(制御信号)のオン時間である時間t1の間、正の電流が給電線401aを流れてLED発光デバイス10における第二LED群502を点灯させる。一方、負のパルス(制御信号)のオン時間である時間t2の間、負の電流が給電線401bを流れてLED発光デバイス10における第一LED群501を点灯させる。そして、給電線401には、略50Hzの交流電流が通電するため、LED発光デバイス10における第一LED群501と第二LED群502が交互に点灯する。
ここで、時間t1に流れる電流(個別電流)と、時間t2に流れる電流(個別電流)との比がLED発光デバイス10における第一LED群501と第二LED群502により発せられる合成光の色度を支配することになる。図11(a)に示す状態では、色度の高い第二LED群502の点灯時間が第一LED群501の点灯時間より長いため、LED発光デバイス10の発光色は、やや青みがかった白色を呈する。
一方、利用者が操作ダイヤル(調光ツマミ)416Aを左方向にまわし、照明の輝度(発光量)が中央値となるように設定することで、信号線418には約2.5ボルトの直流電圧が発生する。この場合、制御装置420のマイコンは、内蔵のA/D変換器で電圧をディジタル信号に変換して読み取り、駆動装置430の駆動を制御して、LED照明装置20に対する交流電流を供給する。このときのパルス波形は、図11(b)に示す状態となる。すなわち、期間T1における正のパルスのオン時間と期間T2における負のパルスのオン時間との比は変わらないが、デューティ比が低下しているため、最大輝度(発光量)時における一つのパルスが複数のパルス群となる。ここで、正のパルスのパルス幅と負
のパルスのパルス幅は同じである。これによって、最大輝度(発光量)時よりも平均電流が小さくなるので、LED発光デバイス10における第一LED群501と第二LED群502からの出力光の輝度(発光量)は低下する。
のパルスのパルス幅は同じである。これによって、最大輝度(発光量)時よりも平均電流が小さくなるので、LED発光デバイス10における第一LED群501と第二LED群502からの出力光の輝度(発光量)は低下する。
その後、利用者が操作ダイヤル(調光ツマミ)416Aをさらに左方向にまわし、照明の輝度(発光量)を最小値に設定する。すると、信号線418は約0.5ボルトの直流電圧が発生する。この場合、制御装置420のマイコンは、電圧値をA/D変換器で変換して読み取り、電圧値に応じた駆動装置430の制御を行う。すなわち、制御装置420は、図11(c)に示すように、期間T1及びT2における、正負のパルスのデューティ比をさらに下げる。これによって、期間T1における正のパルスのオン時間と期間T2における負のパルスのオン時間との比は変わらず、かつ各パルスのパルス幅が更に小さくなる。これにより、中央輝度(発光量)時に比べて平均電流が更に小さくなるので、LED発光デバイス10における第一LED群501と第二LED群502からの出力光は、共に最も暗い輝度(発光量)となる。
次に、LED発光デバイス10の色度(色相)を調整する場合における利用者(ユーザ)の操作及び調光装置Dmの動作例について説明する。図11(b)に示す電流波形は、第二LED群502に対する平均電流が第一LED群501の平均電流が大きいため、やや青みがかった白色を呈することは先に述べた通りである。ここでは、図11(b)に示す電流波形がLED発光デバイス10に供給されている状態から、利用者がケルビン温度の低いやや赤みがかった白色への変更を意図した場合について説明する。その場合、利用者は操作ダイヤル(調色ツマミ)416Bを左に(半時計方向に)回転させる。そうすると、信号線419に生じている直流電圧(例えば約4ボルト)が、例えば3.0ボルト程度
に低下する。
に低下する。
制御装置420のマイコンは、A/D変換器で変換された信号線419の直流電圧のディジタル値を読み取り、駆動装置430を制御するパルス波形を変更する。例えば、制御装置420のマイコンは、駆動装置430の駆動論理回路431に供給されるパルス波形を、図11(b)に示す状態から図12(a)に示す状態に変化させる。すなわち、マイコンは、図11(b)の状態において、5:2であった正の電流(パルス)と負の電流(パルス)におけるオン時間の比を、図12(a)に示すように4:3に変更する。これによって、第二LED群502に供給される平均電流が減少し、第一LED群501に供給される平均電流が増加する。この結果、LED発光デバイス10の発光色、すなわち色度はやや低下して赤みがかった白色を呈する。その際、正負のサイクルにおけるパルスのオン時間の比は変化するが、正負のサイクルの各々におけるパルスの合計値(平均電流の合計値)は変化しないので、LED発光デバイス10の輝度(発光量)は変化しない。
その後、利用者は、色度の最も低い赤みがかった白色への変更を意図して、操作ダイヤル(色度ツマミ)416Bを左に(半時計方向に)限界まで回転させる。すると、約3.0ボルトだった信号線419の直流電圧は1.0ボルト程度に低下する。そして、制御装置
420のマイコンは、ディジタル変換された信号線419の直流電圧を検出すると、駆動論理回路220を介してフルブリッジドライバ250を駆動する制御信号(パルス)を変更する。すなわち、マイコンは、給電線401aを流れる電流波形が図12(a)から図12(b)を経て図12(c)に変化するように、駆動装置430に制御信号を与える。これによって、第二LED素子群502の平均電流がさらに減少する一方で、第一LED群501の平均電流がさらに増加する。この結果、LED発光デバイス10の色度は更に低下して強い赤みがかった白色を呈する。なお、このときもLED発光デバイス10の全体輝度(発光量)は変化しない。
420のマイコンは、ディジタル変換された信号線419の直流電圧を検出すると、駆動論理回路220を介してフルブリッジドライバ250を駆動する制御信号(パルス)を変更する。すなわち、マイコンは、給電線401aを流れる電流波形が図12(a)から図12(b)を経て図12(c)に変化するように、駆動装置430に制御信号を与える。これによって、第二LED素子群502の平均電流がさらに減少する一方で、第一LED群501の平均電流がさらに増加する。この結果、LED発光デバイス10の色度は更に低下して強い赤みがかった白色を呈する。なお、このときもLED発光デバイス10の全体輝度(発光量)は変化しない。
以上説明したように、本実施形態に係るLED照明システムLSによれば、商用電源の
ような交流電源からの交流を直流に変換し、その直流から自励発振周波数による所望の周波数の交流(周期T0毎に供給される正負の電流)を生成し、LED発光デバイス10における第一LED群501及び第二LED群502の夫々に駆動電流として供給する。これによって、調光装置Dmの設計の自由度を高めることができる。また、本実施形態に係るLED照明システムLSによれば、LED発光デバイス10から出力される合成光の色相(色度)を変えることなく輝度(発光量)(明度)を調整することができ、また、輝度(発光量)(明度)を変えることなく色相(色度)を調整することが可能である。
ような交流電源からの交流を直流に変換し、その直流から自励発振周波数による所望の周波数の交流(周期T0毎に供給される正負の電流)を生成し、LED発光デバイス10における第一LED群501及び第二LED群502の夫々に駆動電流として供給する。これによって、調光装置Dmの設計の自由度を高めることができる。また、本実施形態に係るLED照明システムLSによれば、LED発光デバイス10から出力される合成光の色相(色度)を変えることなく輝度(発光量)(明度)を調整することができ、また、輝度(発光量)(明度)を変えることなく色相(色度)を調整することが可能である。
<第八実施形態>
第八実施形態では、第一実施形態に係るLED発光デバイス10を全点灯型LED照明装置に適用した場合について説明する。ここでは、第七実施形態で説明したLED照明システムを全点灯型のLED照明装置として機能させる場合について説明する。図13は、第八実施形態に係るLED発光デバイスを含む全点灯型LED照明装置の概略構成を示す。第八実施形態に係る全点灯型LED照明装置は、第七実施形態に係るLED照明装置の構成に加えて、直流電源供給線414に接続される配線701と、この配線701に設けられたスイッチ回路702とを備える。
第八実施形態では、第一実施形態に係るLED発光デバイス10を全点灯型LED照明装置に適用した場合について説明する。ここでは、第七実施形態で説明したLED照明システムを全点灯型のLED照明装置として機能させる場合について説明する。図13は、第八実施形態に係るLED発光デバイスを含む全点灯型LED照明装置の概略構成を示す。第八実施形態に係る全点灯型LED照明装置は、第七実施形態に係るLED照明装置の構成に加えて、直流電源供給線414に接続される配線701と、この配線701に設けられたスイッチ回路702とを備える。
スイッチ回路702は、配線701を経由して、直流電源供給線414に短絡できるようになっている。スイッチ回路702は図示しない操作ボタン等により操作可能である。制御装置420のマイコンは、各レジスタにセットされたディジタル値(操作ダイヤル416A,416Bの操作量)に応じて制御パルス(制御信号)を生成する制御パルス生成処理を行い、生成したパルスを駆動論理回路431に供給(出力)する。なお、マイコンが生成したパルス(制御信号)は、配線424,425を介して駆動論理回路431に供給される。また、第八実施形態では、制御装置420は、LED照明装置を通常のLED照明装置として機能させる通常モードと、LED照明装置を全点灯型照明装置として機能させるための全点灯モードとを有している。そして、第八実施形態に係る制御装置420は、通常モード又は全点灯モードに対応する操作ボタンが選択されたことに応じて対応する制御信号を生成する制御パルス生成処理を行い、生成したパルスを駆動論理回路431に出力する。通常モードには、配線424及び425からのパルス入力がない場合、トランジスタTR1〜TR4をオフにするモード、配線424からの正のパルスが入力されている間、トランジスタTR1及びTR4をオンにする一方で、トランジスタTR2及びTR3をオフにするモードなどが含まれる。すなわち、通常モードには、第一LED群501と第二LED群502を交互に点灯させるためのモードが含まれる。一方、全点灯モードには、配線424からの正のパルスが入力されている間、トランジスタTR3及びTR4をオンにする一方で、トランジスタTR1及びTR2をオフにするモードなどが含まれる。すなわち、全点灯モードには、第一LED群501と第二LED群502を同時に点灯させるためのモードが含まれる。
駆動論理回路431は、配線424,425からのパルス(制御信号)供給を受けて、当該制御信号に応じたトランジスタ(スイッチング素子)TR1〜TR4のオン/オフ動作(スイッチング動作)を制御する。
[動作]
第八実施形態に係る全点灯型LED照明装置では、特別な動作として、操作ボタンなどを操作することで全点灯モードに切り替え、スイッチ回路702を閉状態とすることで、第一LED群501及び第二LED群502の双方を同時に点灯することが可能となる。すなわち、全点灯モードが選択されると、制御装置420がこれを検知し、全点灯モードに切り替える。具体的には、例えば、配線424からの正のパルスが入力されている間、トランジスタTR3及びTR4をオンにする一方で、トランジスタTR1及びTR2をオフとする制御信号を駆動論理回路431へ出力する。一方で、スイッチ回路702が操作
ボタンなどが操作されることで閉状態となる。駆動論理回路431は、配線424,425からのパルス(制御信号)供給を受けて、当該制御信号に応じたトランジスタ(スイッチング素子)TR1〜TR4のオン/オフ動作(スイッチング動作)を制御する。具体的には、駆動論理回路431は、配線424からの正のパルスが入力されている間、トランジスタTR3及びTR4をオンにする一方で、トランジスタTR1及びTR2をオフとする。その結果、トランジスタTR1,TR2がオフ、トランジスタTR3,TR4がオンとなり、スイッチ回路702が閉状態となり、正の電流がスイッチ回路702を通りアノード共通端子503に入力される。アノード共通端子503に入力された正の電流は、第一LED群501及び第二LED群502の双方を通り各LED群が点灯する。第一LED群を通った正の電流は、第一端子601,トランジスタTR3を通って出て行く状態となる。また、第二LED群502を通った正の電流は、第二端子602,トランジスタTR4を通って出て行く状態となる。この動作により、第一LED群501と第二LED群502の両方が同時に点灯し、交互点灯の通常に比し2倍の光束を発する特別の機能が発揮される。
第八実施形態に係る全点灯型LED照明装置では、特別な動作として、操作ボタンなどを操作することで全点灯モードに切り替え、スイッチ回路702を閉状態とすることで、第一LED群501及び第二LED群502の双方を同時に点灯することが可能となる。すなわち、全点灯モードが選択されると、制御装置420がこれを検知し、全点灯モードに切り替える。具体的には、例えば、配線424からの正のパルスが入力されている間、トランジスタTR3及びTR4をオンにする一方で、トランジスタTR1及びTR2をオフとする制御信号を駆動論理回路431へ出力する。一方で、スイッチ回路702が操作
ボタンなどが操作されることで閉状態となる。駆動論理回路431は、配線424,425からのパルス(制御信号)供給を受けて、当該制御信号に応じたトランジスタ(スイッチング素子)TR1〜TR4のオン/オフ動作(スイッチング動作)を制御する。具体的には、駆動論理回路431は、配線424からの正のパルスが入力されている間、トランジスタTR3及びTR4をオンにする一方で、トランジスタTR1及びTR2をオフとする。その結果、トランジスタTR1,TR2がオフ、トランジスタTR3,TR4がオンとなり、スイッチ回路702が閉状態となり、正の電流がスイッチ回路702を通りアノード共通端子503に入力される。アノード共通端子503に入力された正の電流は、第一LED群501及び第二LED群502の双方を通り各LED群が点灯する。第一LED群を通った正の電流は、第一端子601,トランジスタTR3を通って出て行く状態となる。また、第二LED群502を通った正の電流は、第二端子602,トランジスタTR4を通って出て行く状態となる。この動作により、第一LED群501と第二LED群502の両方が同時に点灯し、交互点灯の通常に比し2倍の光束を発する特別の機能が発揮される。
なお、上記第八実施形態では、全点灯モードに対応する操作ボタンが選択されることで全点灯モードに切り替えられたが、全点灯モードの切替はスイッチ回路702の状態に応じて切り替えるようにしてもよい。例えば、スイッチ回路702の状態を検出して全点灯モードに切り替えることができる。具体的には、スイッチ回路702にフォトカプラを設け、スイッチ回路702が閉状態となり電流が流れると発光ダイオードを光らせその光でフォトトランジスタを動通させる。動通した電流を制御装置420に入力することで、制御装置420を全点灯モードに切り替えることが可能となる。
[効果]
以上説明した第八実施形態に係る全点灯型LED照明装置によれば、スイッチ回路702を備えることで、第一LED群501及び第二LED群502の全点灯が可能となる。なお、第八実施形態では、スイッチ回路702がLED発光デバイス10側に設けられている。但し、スイッチ回路702の設置位置は限定されるものではなく、スイッチ回路702は、例えば調光装置側に設けるようにしてもよい。
以上説明した第八実施形態に係る全点灯型LED照明装置によれば、スイッチ回路702を備えることで、第一LED群501及び第二LED群502の全点灯が可能となる。なお、第八実施形態では、スイッチ回路702がLED発光デバイス10側に設けられている。但し、スイッチ回路702の設置位置は限定されるものではなく、スイッチ回路702は、例えば調光装置側に設けるようにしてもよい。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施形態には種々の変更を加え得る。例えば、上記各実施形態の各図に示したトランジスタはバイポーラトランジスタであっても良いし、電界効果トランジスタ(Field effect transistor、FET)に置き換えても良い。また、本発明に係るLED発光デバイス、調光装置、LED照明システムは各実施形態に限られず、可能な限りこれらの組み合わせを含むことができる。
500・・・LED装置
501、501a・・・第一LED群
502、502a・・・第二LED群
503・・・アノード共通端子
504・・・第一LED群のカソード側端子
505・・・第二LED群のカソード側端子
600・・・端子数変換器
601・・・第一端子
602・・・第二端子
603・・・第三端子
604、604a・・・第一ダイオード
605、605a・・・第二ダイオード
501、501a・・・第一LED群
502、502a・・・第二LED群
503・・・アノード共通端子
504・・・第一LED群のカソード側端子
505・・・第二LED群のカソード側端子
600・・・端子数変換器
601・・・第一端子
602・・・第二端子
603・・・第三端子
604、604a・・・第一ダイオード
605、605a・・・第二ダイオード
Claims (8)
- 単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第一LED群と、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第二LED群と、前記第一LED群と前記第二LED群のアノード共有又はカソード共有のLED共通端子とを含み、前記LED群の両端端子を含む3端子を有するLED3端子回路と、
単方向電流規制回路からなる第一規制部と、単方向電流規制回路からなる第二規制部と、前記第一規制部と前記第二規制部のアノード共有又はカソード共有接続の前記LED3端子回路と逆極性になるように接続した規制回路共通端子とを含む規制3端子回路とからなり、
前記LED共通端子と前記規制回路共通端子とが接続され、
前記LED3端子回路の残りの2端子と前記規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されて2端子回路を構成するLED発光デバイス。 - 前記第一規制部及び前記第二規制部は、ダイオード、ツェナーダイオードのうち何れか一つを含む請求項1に記載のLED発光デバイス。
- 前記第一規制部及び前記第二規制部は、定電流回路を含む請求項1又は2に記載のLED発光デバイス。
- 前記第一LED群と前記第二LED群は、夫々発光波長が異なる請求項1から3の何れか1項に記載のLED発光デバイス。
- 前記第一LED群と前記第二LED群は、夫々色度が異なる光を発する請求項1から4の何れか1項に記載のLED発光デバイス。
- 電力源と前記LED共通端子との間に位置し、前記LED共通端子に電流を供給するスイッチを更に備える、請求項1から5の何れか1項に記載のLED発光デバイス。
- 単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第一LED群と、単一の発光ダイオード又は直列接続された複数の発光ダイオードからなる第二LED群と、前記第一LED群と前記第二LED群のアノード共有又はカソード共有のLED共通端子とを含み、前記LED群の両端端子を含む3端子を有するLED3端子回路と接続される端子数変換器であって、
単方向電流規制回路からなる第一規制部と、単方向電流規制回路からなる第二規制部と、前記第一規制部と前記第二規制部のアノード共有又はカソード共有接続の前記LED3端子回路と逆極性になるように接続した規制回路共通端子とを含む規制3端子回路とからなり、
前記LED3端子回路のLED共通端子と前記規制3端子回路の規制回路共通端子とが接続され、
前記LED3端子回路の残りの2端子と前記規制3端子回路の残りの2端子とが各々接続されて前記LED3端子回路を2端子回路として機能させる端子数変換器。 - 請求項1から6の何れか1項に記載のLED発光デバイスを含むLED照明装置。
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