JP2016073622A - パルス光調整回路 - Google Patents

Abstract

【課題】照度を大幅に上昇させつつ定電流値を発光ダイオードの需要範囲内に維持し、さらに回路構造を簡略化し、生産コストを低下させるパルス光調整回路を提供する。【解決手段】パルス光調整回路は、体に波動を感じさせることができるエネルギ光を生成し、主に制御信号生成素子、駆動素子、１組の発光ダイオード、及び波動光切換モジュールを含む。制御信号生成素子は制御信号を生成し、１つの時間周期に１つの高レベル信号及び１つの低レベル信号を有する。駆動素子は駆動電源及び制御信号を受信し、制御信号が高レベル信号を示す場合には駆動電源を出力し、制御信号が低レベル信号を示す場合には駆動電源の出力を停止する。発光ダイオードは駆動素子が出力する駆動電源によって発光を有効化され、波動光切換モジュールは、発光ダイオードが駆動電源によって有効化される程度を制御し、発光ダイオードが複数の照度を示すようにする。【選択図】図１

Description

本発明はパルス光調整回路に関し、特に被照射者が波動を有するエネルギを感じることができるパルス光調整回路に関する。

光の照明を体の皮膚に照射することにより、皮膚に良性の反応を生じさせ、皮膚を活性化する効果を達成することは、現在既に相当流行しており、関連する医療照明設備も絶えず新製品が開発されている。このうち、照明方式により皮膚の活性化効果を達成するのは、照明設備の周波数帯で明るくなったり暗くなったりする照射方式により皮膚に波動を感じさせる、エネルギマッサージによるものである。

しかしながら、波動をはっきりと感じることができるようにするために、最も直接的な方法は、照度を上昇させて照度範囲を増加させることである。しかし、一般的な照明設備はいずれも発光ダイオードを照明素子としており、その上、発光ダイオードの受容可能な定電流は限りがある。従って、照度を上昇させて照度範囲を増加させるため、発光ダイオードを駆動する定電流値を上昇させ続けた場合、一旦受容可能な範囲を超えると、発光ダイオードは負荷に耐えることができず損傷する。また、複数の様々な使用されない照度が増加するため、一般的に複雑な回路設計を採用する必要があり、生産コストが増加する欠点がある。

従って、照度を大幅に上昇させることができるが、定電流値を発光ダイオードの受容範囲内に維持でき、更に回路構造を簡略化でき、生産コストを低下させるパルス光調整回路を提供することが、本願の目的である。

本発明の目的は、照度を大幅に上昇させるパルス光調整回路を提供することである。

本発明の別の目的は、定電流値を発光ダイオードの受容範囲内に維持するパルス光調整回路を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、回路構造を簡略化し、生産コストを低下させるパルス光調整回路を提供することである。

本発明において提供される、体に波動を感じさせることができるエネルギ光を生成するパルス光調整回路は、主に：１つの時間周期に１つの高レベル信号及び１つの低レベル信号を有する制御信号を生成する、制御信号生成素子；駆動電源及び上記制御信号を受信し、上記制御信号が高レベル信号を示す場合には上記駆動電源を出力し、上記制御信号が低レベル信号を示す場合には上記駆動電源の出力を停止する、駆動素子；上記駆動素子に接続され、上記駆動素子が出力する上記駆動電源によって発光を有効化される、１組の発光ダイオード；並びに異なる上記時間周期において上記発光ダイオードが上記駆動電源によって有効化される程度を制御することにより、上記発光ダイオードの上記エネルギ光が、異なる時間周期において、複数の照度のうちの１つを示すようにする、波動光切換モジュールを含む。

従って、本願のパルス光調整回路は、波動光切換モジュールを利用して照度の切換を行う。波動光切換モジュールの回路は、主に抵抗器及び制御スイッチからなり、切換は迅速で、回路も相対的に簡略化される。また、照度の上昇についても、制御信号の高レベル信号及び低レベル信号の時間周期における比率を変更することにより、発光ダイオードの照度を上昇させることができ、それと同時に、発光ダイオードが時間周期において負荷に耐える定電流を制限して受容範囲内に維持でき、これによって保護の効果を達成する。

図１は、本願のパルス光調整回路の実施例の回路図である。 図２は、図１のパルス光調整回路の制御信号の波形図である。 図３は、本願の別の実施例のパルス光調整回路のパルス幅変調信号の波形図である。 図４は、図３のパルス光調整回路の電流及び照度の曲線図である。 図５は、本願の別の実施例のパルス幅変調信号を補助パルス信号と組み合わせた波形図である。

本願の一実施例において提供するパルス光調整回路はエネルギ光を生成し、このエネルギ光は体に周期的周波数を有する波動を感じさせることができ、体に周波数の波動を感じさせて皮膚をマッサージする効果を達成する。

図１に示すように、本願のパルス光調整回路は、主に制御信号生成素子１、駆動素子２、１組の発光ダイオード（ＬＥＤ）３、及び波動光切換モジュール４を含む。制御信号生成素子１は制御信号１１を生成し、１つの時間周期１０内に１つの高レベル信号１１１及び１つの低レベル信号１１２を有する。本実施例において、高レベル信号１１１及び低レベル信号１１２は、図２に示すように、時間周期１０内においてそれぞれ同じ比率である。

駆動素子２は、駆動電源Ｖｃｃ及び制御信号１１を受信し、制御信号１１が高レベル信号１１１を示す場合には駆動電源Ｖｃｃを出力し、制御信号１１が低レベル信号１１２を示す場合には駆動電源Ｖｃｃの出力を停止する。発光ダイオード３は、本実施例では複数を１組として駆動素子２に接続され、更に駆動素子２が出力する駆動電源（定電流）によって発光が有効化される。駆動電源に有効化される程度によって、発せられるエネルギ光は複数の異なる照度を示すことができる。

波動光切換モジュール４は、異なる時間周期１０において、発光ダイオード３が駆動電源Ｖｃｃによって有効化される程度を制御する。ここで波動光切換モジュール４は第１の抵抗器４１、第２の抵抗器４２及び制御スイッチ４３を含む。第１の抵抗器４１は発光ダイオード３に接続され、第２の抵抗器４２は第１の抵抗器４１及びアース端子４０に接続され、制御スイッチ４３は第１の端子４３１、第２の端子４３２及び第３の端子４３３を有する。このうち、第１の端子４３１は第１の抵抗器４１と第２の抵抗器４２との間に接続され、第２の端子４３２はアース端子４０に接続され、第３の端子４３３は切換信号４４を受信する。

ここで、制御スイッチ４３が切換信号４４によって開路するよう制御されると、第１の抵抗器４１と第２の抵抗器４２とが直列接続し、制御スイッチ４３が切換信号４４によって短絡するよう制御されると、第１の抵抗器４１と制御スイッチ４３とが直列接続する。説明を分かりやすくするため、以下、第１の抵抗器４１、第２の抵抗器４２及び制御スイッチ４３の抵抗値を、それぞれＲ_fb1、Ｒ_fb2、Ｒ_dsと定義する。制御スイッチ４３の切換、及び発光ダイオード３を駆動する定電流の変化は以下の公式の通りである。

ここでＶ_refは固定の出力電圧であり、電圧が固定されかつ抵抗値が変化するとき、その発光ダイオード３を流れる定電流は同様に変化する。本実施例では、第１の抵抗器４１と第２の抵抗器４２との直列接続の抵抗値は、第１の抵抗器４１と制御スイッチ４３との直列接続の抵抗値より大きく、従って、逐次的な切換により、発光ダイオード３は異なる定電流を得ることができ、複数の異なる照度を有するエネルギ光を生成する。

しかしながら、照度の違いの程度が大きいほど、体が波動を感じる程度が高くなり、これによりマッサージの効果が改善される。従って、別の好ましい実施例は、図１、図３に示すように、照度の違いを際立たせるため、制御信号生成素子１が生成する制御信号１１を、本願ではパルス幅変調信号として例示する。時間周期において、高レベル信号１１１及び低レベル信号１１２の比率の分配を調整でき、駆動電源が提供する電力供給量も調整できる。発光ダイオード３は、各時間周期において、受容可能な電力供給量に関して許容範囲を有する。従って、照度の違いの程度を増加させるために駆動電源の電力供給量を上昇させる際、例えば発光ダイオード３を駆動する電流として、元のＩ₁＝３５０ｎＡから４倍のＩ₂＝１．４Ａに上昇させると、その高レベル信号１１１も４分の１周期に調整する必要がある。これにより、駆動電源が提供する電力供給量を、各時間周期において、発光ダイオード３の許容範囲内に維持できる。

エネルギ光及び電流変化の曲線を図４に示す。この図４において、電流がＮ倍に上昇すると、発光ダイオード（ＬＥＤ）３が出力する光エネルギ値Ａは曲線を呈して光エネルギ値Ｂまで上昇する。従って、発光ダイオード（ＬＥＤ）３の光エネルギ値の違いの程度は大幅に変更され、それと同時に発光ダイオード３を保護して、正常な動作状態を維持できる。

周期的周波数の波動をより更に際立たせるため、本願の更に別の好ましい実施例は、図１、図５に示すように制御信号が更に補助パルス信号２０を含んでおり、４個のパルス信号２００が例示されている。従って、パルス幅変調信号が高レベル信号１１１を示し、パルス信号２００も高レベル信号１１１中に現れるときしか、駆動素子２が提供する駆動電源を出力できず、これによって、発光ダイオード３が受ける電流を制限する。本実施例の４個のパルス信号２００を例とすると、元の出力電流はパルス信号２００の制御を受けて、元のＸ分の１倍に低下する。従ってこの変調方式により、必要な照度を容易に調整することもできる。上記方式により、複数の異なる周期的周波数の波動を制御でき、皮膚をマッサージする感覚を増加させる。

従って、本願のパルス光調整回路は、波動光切換モジュールを利用して照度の切換を行う。波動光切換モジュールの回路は、主に２つの抵抗器及び制御スイッチからなる。制御スイッチを通過することによって直列接続の抵抗値が変化して、発光ダイオードを駆動する定電流を変化させ、切換は迅速となり、回路も相対的に簡略化される。本願の照度の上昇は、パルス幅変調信号の信号変調方式により行い、電力供給量がたとえ上昇したとしても、時間周期内において発光ダイオードに印加される定電流を制限して受容範囲内に維持でき、各時間周期において発光ダイオードを保護して正常な動作状態を維持できる。照度の切換も通過変調方式によって行うことができ、他の回路を余分に設計する必要はない。現在既に設置されている簡易な回路によって、複数の異なる照度を簡単に生成でき、回路を節約するという目的を達成する。

１ 制御信号生成素子
２ 駆動素子
３ 発光ダイオード
４ 波動光切換モジュール
１０ 時間周期
１１ 制御信号
１１１ 高レベル信号
１１２ 低レベル信号
Ｖｃｃ 駆動電源
４１ 第１の抵抗器
４２ 第２の抵抗器
４３ 制御スイッチ
４３１ 第１の端子
４３２ 第２の端子
４３３ 第３の端子
４０ アース端子
２０ 補助パルス信号
２００ パルス信号

Claims (9)

1. 体に波動を感じさせることができるエネルギ光を生成する、パルス光調整回路であって；
   １つの時間周期に１つの高レベル信号及び１つの低レベル信号を有する制御信号を生成する、制御信号生成素子と、
   駆動電源及び前記制御信号を受信し、前記制御信号が高レベル信号を示す場合には前記駆動電源を出力し、前記制御信号が低レベル信号を示す場合には前記駆動電源の出力を停止する、駆動素子と、
   前記駆動素子に接続され、前記駆動素子が出力する前記駆動電源によって発光を有効化される、１組の発光ダイオードと、
   異なる前記時間周期において、前記発光ダイオードが前記駆動電源によって有効化される程度を制御し、前記発光ダイオードの前記エネルギ光が、異なる時間周期において、複数の照度のうちの１つを示すようにする、波動光切換モジュールと、
   から構成されることを特徴としたパルス光調整回路。
2. 前記波動光切換モジュールは：
   前記発光ダイオードに接続される第１の抵抗器；
   前記第１の抵抗器及びアース端子に接続される第２の抵抗器；並びに
   第１の端子、第２の端子及び第３の端子を有し、前記第１の端子が前記第１の抵抗器及び第２の抵抗器の間に接続され、前記第２の端子が前記アース端子に接続され、前記第３の端子が切換信号を受信すると共に、前記切換信号に基づいて開路又は短絡する、制御スイッチ
   を含む、請求項１に記載のパルス光調整回路。
3. 前記制御スイッチが前記切換信号によって開路するよう制御されると、前記第１の抵抗器と前記第２の抵抗器とは直列接続し、
   前記制御スイッチが前記切換信号によって短絡するよう制御されると、前記第１の抵抗器と前記制御スイッチとは直列接続する、請求項２に記載のパルス光調整回路。
4. 前記第１の抵抗器と前記第２の抵抗器との直列接続の抵抗値は、前記第１の抵抗器と前記制御スイッチとの直列接続の抵抗値より大きく、前記発光ダイオードの前記照度は前記抵抗値の違いに基づいて変化する、請求項３に記載のパルス光調整回路。
5. 前記制御信号はパルス幅変調信号であり、前記時間周期において、前記高レベル信号の比率及び前記低レベル信号の比率を調整でき、前記発光ダイオードが示す前記照度の切換を行う、請求項１に記載のパルス光調整回路。
6. 前記駆動電源の電力供給量は調整可能であり、前記時間周期内において前記発光ダイオードが受ける電力供給量は許容範囲を有し、前記駆動電源の前記電力供給量は、各前記時間周期において、総平均値が前記許容範囲内にある、請求項５に記載のパルス光調整回路。
7. 前記電力供給量を前記高レベル信号及び前記低レベル信号の比率に分配し、前記駆動電源の前記電力供給量を、各前記時間周期において前記許容範囲内に維持する、請求項６に記載のパルス光調整回路。
8. 前記制御信号は補助パルス信号を更に含み、前記高レベル信号の範囲内に形成され、
   前記補助パルス信号は少なくとも１つのパルス信号を有する、請求項５に記載のパルス光調整回路。
9. 前記パルス幅変調信号は前記高レベル信号を示し、
   更に、前記補助パルス信号が前記パルス信号を示す場合には前記駆動素子が前記駆動電源を出力する、請求項８に記載のパルス光調整回路。

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