JP2020198159A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device.
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの半導体発光素子は、小型、高効率及び長寿命であることから、種々の機器の光源として広く利用されている。例えば、LEDは、ランプ又は照明器具などの照明用光源として用いられ、あるいは、液晶表示装置のバックライト光源として用いられる。例えば、特許文献1には、基板と、基板に実装された複数のLEDと、当該基板に実装された回路素子とを備えるLEDモジュールが開示されている。 Semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs: Light Emitting Diodes) are widely used as light sources for various devices because of their small size, high efficiency, and long life. For example, LEDs are used as a light source for lighting such as lamps or lighting fixtures, or as a backlight source for liquid crystal display devices. For example, Patent Document 1 discloses an LED module including a substrate, a plurality of LEDs mounted on the substrate, and circuit elements mounted on the substrate.
照明装置においては、発熱による電力ロスなどを抑制し、照明光を効率良く出射することができる照明装置が望まれている。さらに、照明光のちらつきが少ないことが望まれる。 In a lighting device, there is a demand for a lighting device that can suppress power loss due to heat generation and efficiently emit illumination light. Further, it is desired that the flicker of the illumination light is small.
そこで、本発明は、ちらつきが抑制された照明光を効率良く出射することができる照明装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a lighting device capable of efficiently emitting illumination light in which flicker is suppressed.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る照明装置は、光源と、前記光源を発光させる点灯回路とを備え、前記点灯回路は、一対の入力端子及び一対の出力端子を有し、前記一対の入力端子に入力される交流電圧を整流し、前記一対の出力端子から脈流電圧を出力する整流回路と、前記一対の出力端子間に前記光源と電気的に直列に接続され、前記脈流電圧に基づいて充放電される蓄電素子とを有し、前記光源は、互いに電気的に直列に接続された複数の発光素子を含む直列接続部を含み、前記直列接続部に含まれる前記複数の発光素子の直列数は、前記直列接続部による降下電圧が前記交流電圧の40%以上60%以下になる数であり、前記直列接続部は、前記脈流電圧と前記蓄電素子に充電される電圧とに基づいて発光する。 In order to achieve the above object, the lighting device according to one aspect of the present invention includes a light source and a lighting circuit for emitting the light source, and the lighting circuit has a pair of input terminals and a pair of output terminals. An AC voltage input to the pair of input terminals is rectified, and a rectifying circuit that outputs a pulsating voltage from the pair of output terminals is electrically connected in series with the light source between the pair of output terminals. The light source includes a series connection portion including a plurality of light emitting elements electrically connected in series to each other, and includes a storage element that is charged and discharged based on a pulsating voltage, and is included in the series connection portion. The number of light emitting elements in series is a number such that the voltage drop due to the series connection portion is 40% or more and 60% or less of the AC voltage, and the series connection portion is charged with the pulsating voltage and the power storage element. It emits light based on the voltage.
本発明によれば、ちらつきが抑制された照明光を効率良く出射することができる照明装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lighting device capable of efficiently emitting illumination light in which flicker is suppressed.
以下では、本発明の実施の形態に係る照明装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, the lighting device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, all the embodiments described below show a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement and connection forms of the components, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims will be described as arbitrary components.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 Further, each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.
また、本明細書において、平行又は垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、円形又は平板などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。 Further, in the present specification, terms indicating relationships between elements such as parallel or vertical, terms indicating the shape of elements such as circles or flat plates, and numerical ranges are not expressions expressing only strict meanings. , Is an expression meaning that a substantially equivalent range, for example, a difference of about several percent is included.
(実施の形態)
[照明装置]
まず、本実施の形態に係る照明装置の構成について、図1〜図3を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る照明装置1の外観斜視図である。図2は、本実施の形態に係る照明装置1の分解斜視図である。図3は、本実施の形態に係る照明装置1の断面図である。具体的には、図3は、照明装置1の中心軸を通るYZ平面で照明装置1を切断し、X軸の負側から見たときの模式的な断面構造を示している。
(Embodiment)
[Lighting device]
First, the configuration of the lighting device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is an external perspective view of the lighting device 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the lighting device 1 according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the lighting device 1 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 3 shows a schematic cross-sectional structure when the illuminating device 1 is cut in a YZ plane passing through the central axis of the illuminating device 1 and viewed from the negative side of the X axis.
なお、本明細書及び各図において、X軸、Y軸及びZ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。Z軸方向が鉛直方向であり、Z軸に垂直な方向(XY平面に平行な方向)が水平方向である。Z軸の正方向を鉛直下方としている。 In this specification and each figure, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis indicate the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system. The Z-axis direction is the vertical direction, and the direction perpendicular to the Z-axis (direction parallel to the XY plane) is the horizontal direction. The positive direction of the Z axis is vertically downward.
図1に示されるように、照明装置1は、天井2に、埋め込まれることなく、直付けされるシーリングライト(ダウンシーリングライト)である。照明装置1は、天井2から引き出された電源ケーブル(図示せず)を通じて供給される交流電力によって発光する、電源回路内蔵型の照明器具である。照明装置1の光の主な出射方向は、天井2とは反対側(Z軸の正方向)である。
As shown in FIG. 1, the lighting device 1 is a ceiling light (down ceiling light) that is directly attached to the
照明装置1を平面視した場合(Z軸の正側から見た場合)の直径は、約120mm以上約150mm以下の範囲である。照明装置1の厚み(Z軸方向の長さ)は、約30mmである。なお、これらの寸法は一例にすぎない。 The diameter of the illuminating device 1 when viewed in a plan view (when viewed from the positive side of the Z axis) is in the range of about 120 mm or more and about 150 mm or less. The thickness of the illuminating device 1 (length in the Z-axis direction) is about 30 mm. Note that these dimensions are just an example.
図2に示されるように、照明装置1は、筐体10と、発光モジュール20と、反射板30と、導光板40と、透光カバー50と、点灯回路モジュール60と、端子台70と、回路ケース80と、取付板90とを備える。以下では、各構成部材の詳細について説明する。
As shown in FIG. 2, the lighting device 1 includes a
[筐体]
筐体10は、照明装置1の器具本体であり、主として発光モジュール20及び点灯回路モジュール60などを収容する筐体である。筐体10は、例えば、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成される。具体的には、筐体10は、アルミダイキャスト製であるが、アルミニウムなどからなる板金をプレス加工することにより形成されていてもよい。
[Case]
The
図2及び図3に示されるように、筐体10は、円形平板状の基台部11と、基台部11の透光カバー50側に設けられた円筒状の第1側壁部12と、基台部11の取付板90側に設けられた円筒状の第2側壁部13とを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
基台部11は、発光モジュール20及び点灯回路モジュール60を支持する支持台である。基台部11は、筐体10の収納空間を、発光モジュール20が設けられる空間と点灯回路モジュール60が設けられる空間とに仕切る機能も有する。図3に示されるように、基台部11は、主面11aと、主面11aの反対側の主面11bとを有する。主面11aは、透光カバー50側の面であり、発光モジュール20が載置される面である。主面11bは、取付板90側の面であり、点灯回路モジュール60が載置される面である。図2及び図3に示されるように、基台部11には、厚み方向(Z軸方向)に基台部11を貫通する貫通孔11cが中央に設けられている。
The
第1側壁部12は、基台部11の外周に沿って透光カバー50側に立設した円筒状の部分である。第1側壁部12の立設方向における先端部分には、透光カバー50が取り付けられている。
The first
第2側壁部13は、基台部11の外周に沿って取付板90側に立設した円筒状の部分である。図2に示されるように、第2側壁部13には、ネジ孔13aが設けられている。ネジ孔13aと取付板90のネジ穴92aとにネジ94(図1を参照)が挿入されることで、第2側壁部13(筐体10)と取付板90とが固定される。
The second
なお、図示されていないが、筐体10には、発光モジュール20、反射板30、導光板40、透光カバー50、点灯回路モジュール60、端子台70及び回路ケース80などを固定するためのネジが挿入されるネジ穴、又は、爪若しくは凹部などの係止部が設けられている。
Although not shown, screws for fixing the
[発光モジュール]
発光モジュール20は、照明装置1の発光部であり、光源200(図4を参照)を含んでいる。発光モジュール20は、例えば白色光を発する。発光モジュール20は、筐体10の基台部11に支持されている。発光モジュール20は、交流駆動方式(ACダイレクト方式ともいう)で点灯される。
[Light emitting module]
The
図2及び図3に示されるように、発光モジュール20は、光源基板21と、複数の発光素子22と、コネクタ端子23とを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
光源基板21は、円形平板状の部材であり、図3に示されるように、主面21aと、主面21aの反対側の主面21bとを有する。また、光源基板21には、厚み方向(Z軸方向)に光源基板21を貫通する貫通孔21cが中央に設けられている。
The
主面21aは、透光カバー50側の主面であり、複数の発光素子22及びコネクタ端子23が実装されている。発光素子22及びコネクタ端子23を含む、主面21aに設けられる全ての実装部品は、リフロー半田で実装可能な表面実装型のチップ部品(SMD:Surface Mount Device)である。
The
主面21bは、筐体10の基台部11に接触している。主面21bには、発光素子及び回路部品のいずれも実装されていない。また、主面21aに実装される部品にはリード部品が含まれていないため、主面21bには主面21aに実装された部品のリードの突出もない。つまり、主面21bには、実装部品及びその一部が設けられておらず、基台部11の主面11aに対して面接触している。
The
光源基板21は、導電性の配線が形成されたプリント配線基板である。例えば、光源基板21の主面21aには、所定の形状の金属配線が形成されている。複数の発光素子22及びコネクタ端子23は、金属配線に半田接続されており、金属配線によって電気的に接続されている。
The
光源基板21としては、例えば、絶縁性樹脂材料からなる樹脂基板、表面が樹脂被膜された金属材料からなるメタルベース基板、セラミック材料の焼結体であるセラミック基板、又は、ガラス材料からなるガラス基板などを用いることができる。光源基板21は、多層配線構造を有してもよい。光源基板21は、例えば円形の平板であるが、これに限らない。光源基板21は、リジッド基板であるが、フレキシブル基板であってもよい。
The
複数の発光素子22は、照明装置1の光源200(図4を参照)に含まれている。複数の発光素子22はそれぞれ、例えば、白色光を発するSMD型のLED素子であり、主面21aに実装される。SMD型のLED素子は、凹部を有する白色樹脂製のパッケージ(容器)と、パッケージの凹部の底面に一次実装された1つ以上のLEDチップと、パッケージの凹部内に封入された封止部材とを有する。封止部材は、例えばシリコーン樹脂などの透光性樹脂材料を用いて形成されている。封止部材は、蛍光体などの波長変換材料を含有する蛍光体含有樹脂を用いて形成されてもよい。
The plurality of
LEDチップは、所定の直流電力により発光する半導体発光素子の一例であり、一例として、単色の可視光を発するベアチップである。LEDチップは、例えば、青色光を発する青色LEDチップであり、例えば440nm以上470nm以下の範囲にピーク波長を有する。この場合、発光素子22が白色光を発するために、封止部材には、青色LEDチップからの青色光を励起光として蛍光発光するYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)などの黄色蛍光体が含有される。つまり、発光素子22は、青色LEDチップから発せられた青色光と、当該青色光の一部によって励起された黄色蛍光体が発する黄色光とが混合されることで得られる白色光を発する。
The LED chip is an example of a semiconductor light emitting element that emits light by a predetermined DC power, and as an example, is a bare chip that emits a single color of visible light. The LED chip is, for example, a blue LED chip that emits blue light, and has a peak wavelength in the range of, for example, 440 nm or more and 470 nm or less. In this case, since the
複数の発光素子22は、図2に示されるように、円環状に一列に並んで設けられている。複数の発光素子22は、同心円状に複数列に並んで設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the plurality of
コネクタ端子23は、点灯回路モジュール60との電気的な接続を行うための端子である。コネクタ端子23には、図3に示されるように、リード線64a及び64bの一端が接続される。なお、コネクタ端子23の代わりに、リード線64a及び64bの一端が半田付けされる金属膜(ランド)が主面21aに設けられていてもよい。
The
[反射板]
反射板30は、導光板40から出射される光を透光カバー50側に反射する反射部材の一例である。反射板30は、例えば、高反射ポリカーボネート樹脂、高反射ナイロン樹脂、高反射ポリブチレンテレフタレート樹脂又は高反射発泡樹脂などの光反射率の高い材料を用いて形成されている。
[a reflector]
The
図2及び図3に示されるように、反射板30は、外周部31と、中央部32とを有する。外周部31と中央部32との間には、複数の発光素子22を露出させ、かつ、導光板40の入射部42を配置するための開口部33が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
外周部31は、中央部32より径方向の外側の円環状の部分である。外周部31は、平面視において、円環状に並んだ複数の発光素子22よりも径方向の外側に位置している。外周部31は、導光板40の外周部41bから出射される光を反射する。外周部31によって反射された光は、導光板40(主に外周部41b)及び透光カバー50を通って出射される。外周部31は、円環形状の平板部と、当該平板部の径方向の内側の端部から照明装置1の中心に向かって光源基板21に近づくように湾曲した湾曲部とを有する。外周部31の形状は、導光板40の外周部41bの表面(光源基板21側の面)に沿った形状である。
The outer
中央部32は、外周部31より径方向の内側に位置する円盤状の部分である。中央部32は、平面視において、円環状に並んだ複数の発光素子22よりも径方向の内側に位置している。中央部32は、導光板40の中央部41aから出射される光を反射する。中央部32によって反射された光は、導光板40(主に中央部41a)及び透光カバー50を通って出射される。中央部32は、円形状の平板部と、当該平板部の外周側の端部から照明装置1の径方向の外側に向かって光源基板21に近づくように湾曲した湾曲部とを有する。中央部32の形状は、導光板40の中央部41aの表面(光源基板21側の面)に沿った形状である。
The
開口部33は、例えば、外周部31と中央部32との間に円環状に設けられている。開口部33は、複数の発光素子22を露出させるように設けられている。
The
開口部33は、外周部31と中央部32との間の全周に亘って連続的に設けられている。つまり、外周部31と中央部32とは、分離されている。例えば、外周部31の中心側の端部及び中央部32の径方向の外側の端部の各々には、ネジ孔が設けられた鍔部が設けられている。当該ネジ孔にネジ(図示せず)が挿入されることで、反射板30が筐体10の基台部11に固定される。
The
また、開口部33は、1つ又は複数の発光素子22毎に間欠的に設けられていてもよい。外周部31と中央部32とは、例えば接続されて一体的に構成されていてもよい。例えば、外周部31の中心側の端部と中央部32の径方向の外側の端部とを接続する接続部が設けられていてもよい。接続部は、発光素子22を覆わないように、隣り合う2つの発光素子22の間に位置している。例えば、接続部にはネジ孔が設けられ、当該ネジ孔にネジ(図示せず)が挿入されることで、反射板30が筐体10の基台部11に固定される。なお、反射板30の固定方法は、特に限定されない。
Further, the
[導光板]
導光板40は、複数の発光素子22が発する光を導光する光学部材である。導光板40は、光源基板21に対向して配置されている。具体的には、導光板40は、間に反射板30を挟んで光源基板21に対向して配置されている。導光板40は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂などの透明樹脂材料、又は、ガラスなどの透光性材料を用いて形成されている。
[Light guide plate]
The
図2及び図3に示されるように、導光板40は、出射部41と、入射部42とを有する。導光板40は、複数の発光素子22から発せられて入射部42から入射した光を、内部で繰り返し全反射させることにより出射部41まで導き、出射部41の透光カバー50側の面から出射させる。出射部41の光出射面(透光カバー50側の面)は、光源基板21の主面21aに平行である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
出射部41は、入射部42から入射し、導光板40内を導光された光を出射する円形平板状の部分である。出射部41は、中央部41aと、外周部41bとを有する。
The emitting
中央部41aは、外周部41bより径方向の内側に位置する円形平板状の部分である。中央部41aは、平面視において、反射板30の中央部32と略同じ大きさ及び略同じ形状を有する。
The
外周部41bは、中央部41aより径方向の外側の円環状の部分である。外周部41bは、平面視において、反射板30の外周部31と略同じ大きさ及び略同じ形状を有する。中央部41a及び外周部41bの各々の反射板30側の面には、光取り出し構造が設けられている。光取り出し構造は、例えば、複数の微小凹凸(プリズム)であり、導光された光を散乱することで、導光板40の透光カバー50側の面から出射させる。
The outer
入射部42は、複数の発光素子22からの光が入射する部分である。入射部42は、出射部41から複数の発光素子22に向かって突出した突出部分である。入射部42は、複数の発光素子22の各々の光軸上に位置している。
The
入射部42は、平面視において、出射部41の内側に位置している。具体的には、入射部42は、中央部41aと外周部41bとの間に円環状に設けられている。図3に示されるように、入射部42は、中央部41aの径方向の外側の端部、及び、外周部41bの径方向の内側の端部の各々から発光素子22に向かうように突出している。入射部42は、発光素子22側の端部から、透光カバー50に向かって湾曲しながら広がるように形成されている。
The
[透光カバー]
透光カバー50は、導光板40、反射板30及び発光モジュール20を覆う円形ドーム状の光学部材である。透光カバー50は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明樹脂材料、又は、ガラスなどの透光性材料を用いて形成される。
[Transparent cover]
The
透光カバー50は、例えば光拡散(散乱)性を有する。透光カバー50は、シリカ又は炭酸カルシウムなどの光拡散材(微粒子)を含有する白色の樹脂を用いて形成されている。あるいは、透光カバー50の表面には、シボ加工などによって形成された微小凹凸などの光拡散(散乱)構造が設けられていてもよい。透光カバー50は、導光板40から出射される光を拡散させて出射する。
The light-transmitting
透光カバー50は、筐体10の第1側壁部12に取り付けられる。例えば、透光カバー50には、爪又は凹部が設けられており、第1側壁部12に設けられた凹部又は爪に係止されることにより、筐体10に固定される。
The
[点灯回路モジュール]
点灯回路モジュール60は、照明装置1の光源200を点灯させる点灯回路100(図4を参照)を含んでいる。図2及び図3に示されるように、点灯回路モジュール60は、回路基板61と、複数の回路部品62と、コネクタ端子63とを含んでいる。
[Lighting circuit module]
The
回路基板61は、平板状の部材であり、主面61aと、主面61bの反対側の主面61bとを有する。また、回路基板61には、厚み方向(Z軸方向)に回路基板61を貫通する切り欠き状の貫通孔61cが設けられている。
The
主面61aは、第1主面の一例であり、取付板90側の主面である。主面61aには、図2及び図3に示されるように、複数の回路部品62及びコネクタ端子63が実装されている。複数の回路部品62及びコネクタ端子63を含む、主面61aに設けられる全ての実装部品は、リフロー半田で実装可能な表面実装型のチップ部品である。
The
主面61bは、第2主面の一例であり、筐体10の基台部11に接触している。主面61bには、回路部品62が設けられていない。具体的には、主面61bには、チップ部品が実装されていない。また、主面61bに実装される部品にはリード部品が含まれていないため、主面61bには主面61aに実装された部品のリードの突出もない。つまり、主面61bには、実装部品及びその一部が設けられておらず、基台部11の主面11bに対して面接触している。
The
なお、回路基板61と光源基板21とは、互いの実装面(主面61a及び21a)が対向しないように配置されている。具体的には、回路基板61の実装面ではない主面61bと光源基板21の実装面ではない主面21bとが、基台部11を介して互いに対向して配置されている。
The
回路基板61は、導電性の配線が形成されたプリント配線基板である。例えば、回路基板61の主面61aには、所定形状の金属配線が形成されている。複数の回路部品62及びコネクタ端子63は、金属配線に半田接続されており、金属配線によって電気的に接続されている。
The
回路基板61としては、例えば、絶縁性樹脂材料からなる樹脂基板、表面が樹脂被膜された金属材料からなるメタルベース基板、セラミック材料の焼結体であるセラミック基板、又は、ガラス材料からなるガラス基板などを用いることができる。回路基板61は、多層配線構造を有してもよい。回路基板61は、例えば中心角が180°より大きい扇形の平板であるが、これに限らない。回路基板61は、リジッド基板であるが、フレキシブル基板であってもよい。
The
複数の回路部品62は、図4に示される点灯回路100を構成する電子部品である。具体的には、複数の回路部品62は、抵抗器などの抵抗素子、ダイオード、制御IC(Integrated Circuit)、FET(Field Effect Transistor)などのトランジスタ、及び、容量素子の少なくとも1つを含む。複数の回路部品62のいずれもトランス素子ではない。つまり、点灯回路100は、トランス素子を含んでいない。点灯回路100の具体的な構成については、後で説明する。
The plurality of
コネクタ端子63は、発光モジュール20との電気的な接続を行うための端子である。コネクタ端子63には、図3に示されるリード線64a及び64bの他端が接続される。なお、コネクタ端子63の代わりに、リード線64a及び64bの他端が半田付けされる金属膜(ランド)が主面61aに設けられていてもよい。
The
リード線64a及び64bは、回路基板61の貫通孔61c、基台部11の貫通孔11c及び光源基板21の貫通孔21cに挿通されて、コネクタ端子63とコネクタ端子23とを接続している。これにより、点灯回路モジュール60の点灯回路100が生成する電力を、発光モジュール20の複数の発光素子22に供給し、複数の発光素子22を発光させることができる。
The
[端子台]
端子台70は、外部からの交流電力を受ける受電部品の一例である。端子台70は、天井2から引き出された電源ケーブル(図示せず)の先端部が接続されることで、交流電力を受ける。端子台70は、点灯回路モジュール60に電気的に接続されている。端子台70が受けた交流電力は、点灯回路モジュール60の点灯回路に供給される。
[Terminal block]
The
端子台70は、例えば、筐体10にネジ(図示せず)などによって固定されるが、これに限らない。端子台70と点灯回路モジュール60とは一体化されていてもよい。例えば、端子台70は、回路基板61に設けられていてもよい。
The
[回路ケース]
回路ケース80は、点灯回路モジュール60を保護する筐体である。回路ケース80は、平面視において、点灯回路モジュール60の回路基板61の平面視形状と略同じ形状を有する扁平な有底筒体状の筐体である。回路ケース80は、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂を用いて形成されている。
[Circuit case]
The
回路ケース80は、ネジ(図示せず)を介して筐体10に固定されている。なお、回路ケース80の固定方法は、特に限定されない。
The
[取付板]
取付板90は、筐体10を天井2に取り付けるための部材である。取付板90は、例えば、アルミニウム又は鉄などの金属材料を用いて形成されている。具体的には、取付板90は、板金をプレス加工することにより形成されている。
[Mounting plate]
The mounting
図2に示されるように、取付板90は、円形状の本体部91と、本体部91の外周に立設された立設部92とを有する。
As shown in FIG. 2, the mounting
本体部91には、中央に貫通孔91aが設けられている。貫通孔91aは、天井2から引き出された電源ケーブル(図示せず)が挿通される。本体部91には、さらにネジ孔91bが設けられている。図2に示される例では、2つのネジ孔91bが貫通孔91aを挟んで径方向に対向して設けられている。2つのネジ孔91bの各々には、図3に示される取付ネジ93が挿入される。
The
立設部92は、本体部91の中心を挟んで対向する位置に2つ設けられている。立設部92には、ネジ穴92aが設けられている。ネジ穴92aは、取付板90と筐体10とが組み合わされた場合に、筐体10のネジ孔13aと重なる位置に設けられている。ネジ穴92aには、図1に示されるネジ94が挿入される。
Two standing
照明装置1を天井2に取り付ける場合、まず、取付板90を天井2に固定する。具体的には、天井2から引き出された電源ケーブル(図示せず)を貫通孔91aに通して端子台70に接続した状態で、2つの取付ネジ93をネジ孔91bに挿入して取付板90を天井2にネジ止めする。さらに、取付板90以外が組み立てられた照明装置1の筐体10のネジ孔13aと立設部92のネジ穴92aとが重なるように、天井2に固定された取付板90の立設部92を筐体10に挿入する。重なったネジ孔13a及びネジ穴92aにネジ94を挿入することで、取付板90に筐体10が固定される。これにより、照明装置1が天井2に固定される。
When the lighting device 1 is attached to the
[回路構成]
続いて、本実施の形態に係る照明装置1の点灯回路100の回路構成について、図4を用いて説明する。図4は、本実施の形態に係る照明装置1の点灯回路100及び光源200の回路図である。
[Circuit configuration]
Subsequently, the circuit configuration of the
点灯回路100は、図4に示される交流電源110から交流電力を光源200に供給することで、光源200を発光させる。交流電源110は、例えば、一般的な商用電源であり、実効電圧で100Vの交流電圧源である。なお、交流電源110の実効電圧値は、100Vに限定されず、例えば90V以上250V以下であってもよい。
The
光源200は、整流回路120によって生成される脈流電圧と蓄電素子Cに充電される電圧とに基づいて発光する。図4に示されるように、光源200は、第1端子201と、第2端子202と、第1端子201と第2端子202との間に電気的に接続された複数の発光素子22とを有する。第1端子201は、第2端子202よりも高電圧側の端子であり、整流回路120の出力端子122aに電気的に接続されている。第1端子201から第2端子202にかけて電流I_LEDが流れることにより、複数の発光素子22が発光する。
The
光源200は、互いに電気的に直列に接続された複数の発光素子22を含む直列接続部210を含んでいる。直列接続部210は、主面21aに設けられた全ての発光素子22のうち、電気的に直列に接続された発光素子22の全てを含んでいる。つまり、直列接続部210に含まれる全ての発光素子22が電気的に直列に接続されている。直列接続部210には、電気的な分岐が設けられていない。
The
本実施の形態では、第1端子201と第2端子202との間に1つのみの直列接続部210が設けられている。つまり、主面21aに設けられた全ての発光素子22が互いに電気的に直列に接続されて1つの直列接続部210を構成している。一例として、交流電源110の実効電圧値が100V(すなわち、AC100V)である場合には、1つの直列接続部210に含まれる発光素子22の個数は、20個であるが、これに限らない。また、交流電源110の実効電圧値が90V以上250V以下の範囲で100Vとは異なる値の場合には、100Vの個数を基準として比例的に発光素子22の個数を調整することができる。具体的には、AC200Vの場合には、発光素子22の個数を、AC100Vの倍である40個とすることができる。
In this embodiment, only one
図4に示されるように、点灯回路100は、整流回路120と、蓄電素子Cとを備える。点灯回路100は、さらに、ブリーダ回路130と、電流制御回路140と、充電電流制御回路150と、整流素子D1〜D4とを備える。点灯回路100は、チャージポンプ式の電源回路である。
As shown in FIG. 4, the
整流回路120は、一対の入力端子121a及び121bと、一対の出力端子122a及び122bとを有する。整流回路120は、一対の入力端子121a及び121bに入力される交流電圧を整流(具体的には全波整流)し、一対の出力端子122a及び122bから脈流電圧を出力する。
The
一対の入力端子121a及び121bは、交流電源110の両端に接続されている。
The pair of
出力端子122aは、整流回路120によって交流電圧が変換されて得られる脈流電圧の高電位側の端子である。出力端子122aは、整流素子D4のアノードとブリーダ回路130の一端とに接続されている。
The
出力端子122bは、整流回路120によって交流電圧が変換されて得られる脈流電圧の低電位側の端子である。出力端子122bは、ブリーダ回路130の他端に接続されている。また、出力端子122bは、電流制御回路140と、充電電流制御回路150と、整流素子D3のアノードとに接続されている。また、出力端子122bは、グランド接続(接地)されている。
The
ブリーダ回路130は、脈流電圧が所定値(具体的には、図5に示される第2電圧V2)以上である場合に、交流電源110から供給される入力電流Iinを光源200に供給する。ブリーダ回路130は、脈流電圧が第2電圧V2未満である場合に、交流電源110から供給される入力電流Iinを光源200に供給しない。なお、脈流電圧が第2電圧V2未満である場合には、光源200には、蓄電素子Cからの放電電流Idが供給されることにより、光源200が発光する。詳細については、後で説明する。
The
ブリーダ回路130は、例えば、抵抗と、スイッチング素子と、キャパシタとの直列接続回路を含んでいる。スイッチング素子は、例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのトランジスタであるが、これに限らない。
The
電流制御回路140は、第2端子202と出力端子122bとの間に接続され、光源200に流れる電流I_LEDを制御する。具体的には、電流制御回路140は、光源200に流れる電流I_LEDが所定値を超えないように電流I_LEDを制御する。例えば、電流制御回路140は、整流回路120から出力される脈流電圧の大きさに応じて導通及び非導通が切り替わるスイッチ回路である。
The
電流制御回路140は、例えば、直列に接続されたスイッチング素子及び抵抗を含む。スイッチング素子の導通(オン)及び非導通(オフ)を制御することにより、電流I_LEDが制御される。
The
充電電流制御回路150は、蓄電素子Cに流れる充電電流を制御する回路である。充電電流制御回路150は、電流制御回路140の両端間に蓄電素子Cと電気的に直列に接続されている。具体的には、光源200の第2端子202と整流回路120の出力端子122bとの間に、整流素子D1と、蓄電素子Cと、充電電流制御回路150とがこの順で直列に接続されている。つまり、整流素子D1と、蓄電素子Cと、充電電流制御回路150との直列接続回路が、電流制御回路140に対して並列に接続されている。例えば、充電電流制御回路150は、整流回路120から出力される脈流電圧の大きさに応じて導通及び非導通が切り替わるスイッチ回路である。
The charging current control circuit 150 is a circuit that controls the charging current flowing through the power storage element C. The charging current control circuit 150 is electrically connected in series with the power storage element C between both ends of the
充電電流制御回路150は、例えば、直列に接続されたスイッチング素子及び抵抗を含む。スイッチング素子のオン及びオフを制御することにより、蓄電素子Cに流れる充電電流が制御される。 The charging current control circuit 150 includes, for example, switching elements and resistors connected in series. By controlling the on and off of the switching element, the charging current flowing through the power storage element C is controlled.
蓄電素子Cは、整流回路120が出力する脈流電圧に基づいて充放電される蓄電素子である。蓄電素子Cは、整流回路120の一対の出力端子122a及び122b間に、光源200と電気的に直列に接続されている。具体的には、蓄電素子Cは、光源200の第2端子202と整流回路120の出力端子122bとの間に接続されている。より具体的には、蓄電素子Cの一端には、整流素子D1のカソードと、整流素子D2のアノードとが接続されている。蓄電素子Cの他端には、充電電流制御回路150と、整流素子D3のカソードとが接続されている。
The power storage element C is a power storage element that is charged and discharged based on the pulsating voltage output by the
蓄電素子Cは、コンデンサ(キャパシタ)である。具体的には、蓄電素子Cは、回路基板61の主面61aに実装されたチップ電解コンデンサである。
The power storage element C is a capacitor. Specifically, the power storage element C is a chip electrolytic capacitor mounted on the
整流素子D1〜D4はそれぞれ、電流の流れる方向を一方向に制限するための整流素子である。整流素子D1〜D4は、例えばダイオードであるが、これに限らない。整流素子D1〜D4は、ダイオード接続されたトランジスタであってもよい。 The rectifying elements D1 to D4 are rectifying elements for limiting the direction in which the current flows in one direction, respectively. The rectifying elements D1 to D4 are, for example, diodes, but are not limited thereto. The rectifying elements D1 to D4 may be diode-connected transistors.
整流素子D1は、光源200の第2端子202と蓄電素子Cとの間に接続され、光源200から蓄電素子Cに向かって充電電流Ic(図9を参照)を流す第1整流素子の一例である。整流素子D1は、蓄電素子Cから光源200の第2端子202に向かって電流が流れるのを抑制する。整流素子D1のアノードは、光源200の第2端子202に接続されている。整流素子D1のカソードは、蓄電素子Cの一端及び整流素子D2のアノードに接続されている。
The rectifying element D1 is an example of a first rectifying element that is connected between the
整流素子D2は、光源200の第1端子201と蓄電素子Cとの間に接続され、蓄電素子Cから光源200に向かって放電電流Id(図6及び図7を参照)を流す第2整流素子の一例である。整流素子D2は、光源200の第1端子201から蓄電素子Cに向かって電流が流れるのを抑制する。図4に示されるように、整流素子D2は、光源200と整流素子D1とで構成される直列接続回路に対して並列に接続されている。整流素子D2のアノードは、整流素子D1のカソード及び蓄電素子Cの一端に接続されている。整流素子D2のカソードは、光源200の第1端子201及び整流素子D4のカソードに接続されている。
The rectifying element D2 is a second rectifying element that is connected between the
整流素子D3は、整流回路120の出力端子122bと蓄電素子Cとの間に接続され、充電電流制御回路150を迂回させて放電電流Idを流す第3整流素子の一例である。整流素子D3は、蓄電素子Cから出力端子122bに向かって電流が流れるのを抑制する。整流素子D3は、充電電流制御回路150に対して並列に接続されている。整流素子D3のアノードは、整流回路120の出力端子122bと、ブリーダ回路130、電流制御回路140及び充電電流制御回路150の各々の出力端子122b側の端子とに接続されている。整流素子D3のカソードは、蓄電素子Cの他端と、充電電流制御回路150の蓄電素子C側の端子とに接続されている。
The rectifying element D3 is an example of a third rectifying element that is connected between the
整流素子D4は、整流回路120の出力端子122aと光源200の第1端子201との間に接続され、出力端子122aから光源200に向かって入力電流Iin(充電電流Ic)を流す第4整流素子の一例である。整流素子D4は、蓄電素子Cから整流素子D2を通って流れる放電電流Idが出力端子122a及びブリーダ回路130に向かって流れるのを抑制する。整流素子D4のアノードは、整流回路120の出力端子122aと、ブリーダ回路130の一端(出力端子122a側の端子)とに接続されている。整流素子D4のカソードは、整流素子D2のカソードと、光源200の第1端子201とに接続されている。
The rectifying element D4 is a fourth rectifying element that is connected between the
[動作]
続いて、本実施の形態に係る照明装置1の動作について、図5〜図9を用いて説明する。
[motion]
Subsequently, the operation of the lighting device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 9.
図5は、本実施の形態に係る照明装置1の点灯時の電圧波形及び電流波形を示す図である。具体的には、図5の(a)は、整流回路120の一対の出力端子122a及び122b間の出力電圧V_BLKの時間変化を表している。図5の(b)は、交流電源110から整流回路120の入力端子121aに流れる電流Iinの時間変化を表している。図5の(c)は、蓄電素子Cの高電位側の端子(蓄電素子Cと整流素子D1及びD2との接続点)の電位Vcの時間変化を表している。図5の(d)は、光源200に流れる電流I_LEDの時間変化を表している。
FIG. 5 is a diagram showing a voltage waveform and a current waveform when the lighting device 1 according to the present embodiment is lit. Specifically, FIG. 5A shows a time change of the output voltage V_BLK between the pair of
本実施の形態では、点灯回路100は、4つのモードM0〜M3を有する。4つのモードM0〜M3では、点灯回路100内を流れる電流の経路が互いに異なっている。4つのモードM0〜M3は、脈流電圧(すなわち、出力電圧V_BLK)の大きさに基づいて切り替わる。
In this embodiment, the
図5の(a)に示されるように、整流回路120の一対の出力端子122a及び122b間には、整流回路120によって交流電圧が全波整流されることで生成された脈流電圧(直流電圧)が出力電圧V_BLKとして出力される。出力電圧V_BLKが脈流電圧であるので、点灯回路100のモードは、出力電圧V_BLKの変動に応じてモードM0、M1、M2、M3、M2、M1、M0の順で繰り返し変化する。点灯回路100のモードの変化に応じて電流制御回路140及び充電電流制御回路150が制御されることにより、図5の(d)に示されるように、光源200には安定した電流I_LEDが流れる。光源200に流れる電流I_LEDの大きさが一定であるので、光源200が発する光量が一定に保たれる。したがって、光量の変化、すなわち、ちらつき(フリッカ)が抑制された照明装置1が実現される。
As shown in FIG. 5A, a pulsating voltage (DC voltage) generated by full-wave rectification of the AC voltage by the
以下では、図5を参照しながら図6〜図9を用いて、脈流電圧の大きさに基づいた点灯回路100の4つのモードM0〜M3について説明する。
In the following, the four modes M0 to M3 of the
<モードM0>
図6は、本実施の形態に係る照明装置1のモードM0での電流の流れを説明するための回路図である。図6では、光源200に流れる電流の経路を太い実線の折れ線の矢印で表している。
<Mode M0>
FIG. 6 is a circuit diagram for explaining the current flow in the mode M0 of the lighting device 1 according to the present embodiment. In FIG. 6, the path of the current flowing through the
モードM0は、図5の(a)で示されるように、出力電圧V_BLKが第1電圧V1未満である場合のモードである。第1電圧V1は、ブリーダ回路130の内部電圧Vcc(具体的には、ブリーダ回路130に含まれるキャパシタに蓄電される電圧)に対応する電圧である。ブリーダ回路130に接続された出力端子122aの電位(出力電圧V_BLK)が第1電圧V1未満であり、内部電圧Vccよりも低い。このため、図5の(b)に示されるように、入力電流Iinが流れない。
The mode M0 is a mode in which the output voltage V_BLK is less than the first voltage V1 as shown by FIG. 5A. The first voltage V1 is a voltage corresponding to the internal voltage Vcc of the bleeder circuit 130 (specifically, the voltage stored in the capacitor included in the bleeder circuit 130). The potential (output voltage V_BLK) of the
モードM0では、入力電流Iinの代わりに、図6に示されるように、蓄電素子Cからの放電電流Idが光源200に流れることで、光源200が発光する。つまり、光源200を流れる電流I_LEDは、放電電流Idである。このとき、電流制御回路140が導通であり、充電電流制御回路150が非導通である。これにより、放電電流Idは、蓄電素子Cから整流素子D2、光源200、電流制御回路140及び整流素子D3をこの順で流れる。図5の(d)に示されるように、電流I_LED(放電電流Id)の電流値は、電流値Ifで一定である。このとき、蓄電素子Cが放電されるので、図5の(c)に示されるように、蓄電素子Cの一端の電位Vcは徐々に低下する。
In the mode M0, instead of the input current Iin, as shown in FIG. 6, the discharge current Id from the power storage element C flows through the
なお、第1電圧V1は、ブリーダ回路130の内部電圧Vccに対応する電圧であるが、ここでの「対応」は、例えば内部電圧Vccに比例することを意味する。比例係数は、例えば、点灯回路100に含まれる整流素子D1〜D4などの複数の回路素子の少なくとも1つに基づいて定められる。後述する第2電圧V2及び第3電圧V3についても同様である。
The first voltage V1 is a voltage corresponding to the internal voltage Vcc of the
<モードM1>
図7は、本実施の形態に係る照明装置1のモードM1での電流の流れを説明するための回路図である。図7では、光源200に流れる電流の経路を太い実線の折れ線の矢印で表している。また、ブリーダ回路130を流れる電流の経路を太い破線の折れ線の矢印で表している。これらは、図8及び図9においても同様である。
<Mode M1>
FIG. 7 is a circuit diagram for explaining the current flow in the mode M1 of the lighting device 1 according to the present embodiment. In FIG. 7, the path of the current flowing through the
モードM1は、図5の(a)に示されるように、出力電圧V_BLKが第1電圧V1以上第2電圧V2未満である場合のモードである。第2電圧V2は、第1電圧V1より大きく、光源200の順方向電圧Vfに対応する電圧である。モードM1では、出力端子122aの電位(出力電圧V_BLK)が第2電圧V2未満であり、光源200の順方向電圧Vfよりも低い。このため、図7に示されるように、入力電流Iinは、光源200に流れずに、ブリーダ回路130を流れるブリーダ電流Ibとして流れる。図5の(b)に示されるように、入力電流Iinは、電流値I_BRDに達した後、電流値I_BRDで維持される。
The mode M1 is a mode in which the output voltage V_BLK is equal to or more than the first voltage V1 and less than the second voltage V2, as shown in FIG. 5A. The second voltage V2 is a voltage that is larger than the first voltage V1 and corresponds to the forward voltage Vf of the
モードM1では、モードM0と同様に、図7に示されるように、蓄電素子Cからの放電電流Idが光源200に流れることで、光源200が発光する。このとき、電流制御回路140が導通であり、充電電流制御回路150が非導通である。これにより、放電電流Idは、蓄電素子Cから整流素子D2、光源200、電流制御回路140及び整流素子D3をこの順で流れる。モードM0と同様に、図5の(d)に示されるように、電流I_LEDの電流値は、電流値Ifで一定である。また、図5の(c)に示されるように、蓄電素子Cの一端の電位Vcは徐々に低下する。
In the mode M1, as in the mode M0, as shown in FIG. 7, the discharge current Id from the power storage element C flows through the
<モードM2>
図8は、本実施の形態に係る照明装置1のモードM2での電流の流れを説明するための回路図である。
<Mode M2>
FIG. 8 is a circuit diagram for explaining the current flow in the mode M2 of the lighting device 1 according to the present embodiment.
モードM2は、図5の(a)で示されるように、出力電圧V_BLKが第2電圧V2以上第3電圧V3未満である場合のモードである。第3電圧V3は、第2電圧V2より大きく、光源200の順方向電圧Vfの2倍に対応する電圧である。モードM2では、出力電圧V_BLKが第2電圧V2以上であるので、図8に示されるように、入力電流Iinは、光源200を流れる電流I_LEDとして流れる。このとき、ブリーダ電流Ibはほとんど流れない。このため、入力電流Iinの電流値は、電流I_LEDの電流値に略等しく、電流値Ifで一定になる。
The mode M2 is a mode in which the output voltage V_BLK is equal to or greater than the second voltage V2 and less than the third voltage V3, as shown by FIG. 5A. The third voltage V3 is a voltage that is larger than the second voltage V2 and corresponds to twice the forward voltage Vf of the
モードM2では、整流回路120の出力端子122aからの入力電流Iinが光源200に流れることで、光源200が発光する。このとき、電流制御回路140が導通である。これにより、入力電流Iinは、出力端子122aから整流素子D4、光源200及び電流制御回路140をこの順で流れる。モードM2では、蓄電素子Cからの放電電流Id及び充電電流Icのいずれも流れないので、図5の(c)に示されるように、蓄電素子Cの一端の電位Vcは、所定値Vc_L又はVc_Hで一定に保たれる。
In the mode M2, the input current Iin from the
<モードM3>
図9は、本実施の形態に係る照明装置1のモードM3での電流の流れを説明するための回路図である。
<Mode M3>
FIG. 9 is a circuit diagram for explaining the current flow in the mode M3 of the lighting device 1 according to the present embodiment.
モードM3は、出力電圧V_BLKが第3電圧V3以上である場合のモードである。モードM3では、出力電圧V_BLKが第3電圧V3以上であるので、図9に示されるように、入力電流Iinは、光源200を流れる電流I_LED、及び、蓄電素子Cを流れる充電電流Icとして流れる。このとき、ブリーダ電流Ibはほとんど流れない。このため、入力電流Iinの電流値は、電流I_LEDの電流値及び充電電流Icの電流値に略等しく、電流値Ifで一定になる。
The mode M3 is a mode in which the output voltage V_BLK is equal to or higher than the third voltage V3. In the mode M3, since the output voltage V_BLK is equal to or higher than the third voltage V3, the input current Iin flows as the current I_LED flowing through the
モードM3では、整流回路120の出力端子122aからの入力電流Iin(充電電流Ic)が光源200及び蓄電素子Cに流れることで、光源200が発光し、かつ、蓄電素子Cが充電される。このとき、電流制御回路140が非導通であり、充電電流制御回路150が導通である。これにより、入力電流Iin(充電電流Ic)は、出力端子122aから整流素子D4、光源200、整流素子D1、蓄電素子C及び充電電流制御回路150をこの順で流れる。蓄電素子Cには充電電流Icが流れるので、図5の(c)に示されるように、蓄電素子Cの一端の電位Vcは徐々に高くなる。
In the mode M3, the input current Iin (charging current Ic) from the
なお、点灯回路100は、光源200が発する光の光量を所定の範囲内で調整する機能(いわゆる調光機能)を有してもよい。例えば、点灯回路100は、位相制御方式による調光を行う。点灯回路100は、交流電圧の波形に合わせて脈流電圧(又は交流電圧)の出力及びその停止を切り替えるスイッチと、当該スイッチのオン及びオフを制御する制御回路(例えば、マイコン)とを有する。スイッチのオン及びオフの比率によって、蓄電素子Cに充電される電圧値Vc_L及びVc_Hが増減する。これにより、光源200を流れる電流I_LEDの大きさを調整することができ、光源200が発する光の光量を調整することができる。
The
[光源用と回路用とで分離された基板]
以下、本実施の形態に係る照明装置1が、光源200用と点灯回路100用とで分離された基板を有することの効果について説明する。
[Board separated for light source and circuit]
Hereinafter, the effect of having the lighting device 1 according to the present embodiment having the substrates separated for the
図10は、本実施の形態に係る照明装置1の点灯回路100及び光源200の各々が配置される基板を説明するための模式図である。なお、図10では、光源基板21及び回路基板61の各々を破線の枠と異なる網掛けとによって模式的に表している。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a substrate on which each of the
図10に示されるように、複数の発光素子22を含む光源200は、光源基板21に設けられている。光源基板21には、光源200に含まれる全ての発光素子22が実装されているのに対して、点灯回路100を構成する回路部品62が1つも実装されていない。
As shown in FIG. 10, the
また、複数の発光素子22及び交流電源110以外の、点灯回路100に含まれる全ての回路素子は、回路部品62として回路基板61に実装されている。具体的には、整流回路120、ブリーダ回路130、電流制御回路140及び充電電流制御回路150の各々に含まれる回路素子、並びに、蓄電素子C及び整流素子D1〜D4は、回路基板61に実装されている。
Further, all the circuit elements included in the
図10に示されるように、光源基板21と回路基板61とは、2本のリード線64a及び64bによって接続されている。リード線64aは、点灯回路100と光源200の第1端子201(図4を参照)とを接続する第1リード線の一例である。リード線64bは、点灯回路100と光源200の第2端子202(図4を参照)とを接続する第2リード線の一例である。
As shown in FIG. 10, the
具体的には、リード線64aは、回路基板61に設けられた端子63aと光源基板21に設けられた端子23aとを接続している。端子23aは、コネクタ端子23に含まれており、光源200の第1端子201に対応する。端子63aは、コネクタ端子63に含まれており、整流素子D2のカソードと整流素子D4のカソードとの接続点に対応する。
Specifically, the
リード線64bは、回路基板61に設けられた端子63bと光源基板21に設けられた端子23bとを接続している。端子23bは、コネクタ端子23に含まれており、光源200の第2端子202に対応する。端子63bは、コネクタ端子63に含まれており、整流素子D1のアノードと電流制御回路140の一端(光源200側の端子)との接続点に対応する。
The
このように、本実施の形態に係る照明装置1は、分離された2つの基板、すなわち、光源基板21と回路基板61とを備える。光源200に含まれる複数の発光素子22は、光源基板21に実装され、回路基板61には実装されていない。点灯回路100を構成する複数の回路素子は、回路部品62として回路基板61に実装され、光源基板21には実装されていない。このように、光源200と点灯回路100とがそれぞれ、互いに異なる基板に分離して構成されている。
As described above, the lighting device 1 according to the present embodiment includes two separated substrates, that is, a
光源200用の光源基板21と点灯回路100用の回路基板61とが分離しているので、回路基板61に設けられた回路部品62が、光源基板21に設けられた発光素子22からの光を遮りにくくなっている。したがって、照明装置1の薄型化のために透光カバー50を光源200に近づけたとしても、回路部品62に起因する影が透光カバー50に生じにくくなるので、照明光の均斉度を高めることができる。このように、本実施の形態によれば、照明光の均斉度が高く、かつ、薄型の照明装置1を実現することができる。
Since the
また、光源200用の光源基板21と点灯回路100用の回路基板61とが分離しているので、1枚当たりの基板面積を小さくすることができる。このため、光源基板21と回路基板61とを平面視において重なるように配置することで、基板面積を小さくすることができ、照明装置1を小型化することができる。
Further, since the
また、光源200用の光源基板21と点灯回路100用の回路基板61とが分離しているので、光源200と点灯回路100とを熱的に分離することができる。つまり、光源200及び点灯回路100の各々が発する熱が互いに影響を与えることを抑制することができる。これにより、例えば発光素子22の劣化が抑制され、照明装置1の寿命を長くすることができる。
Further, since the
また、光源200と点灯回路100との電気的な接続を、2本のリード線64a及び64bを用いて簡単に行うことができる。このとき、リード線の本数が2本でよいので、筐体10内にリード線をコンパクトにまとめておくことができる。
Further, the electric connection between the
また、回路基板61の主面61aのみに回路部品62が設けられているので、リフロー工程によって全ての回路部品62を実装することができる。このため、フロー工程では必要な大型の半田槽が不要になるので、照明装置1の製造設備の大型化が抑制される。
Further, since the
また、トランス素子は通常、高背な又は大面積の大型の部品であるので、点灯回路100にトランス素子が設けられていないことにより、照明装置1の薄型化又は小型化を実現することができる。
Further, since the transformer element is usually a tall or large-sized component having a large area, the lighting device 1 can be made thinner or smaller by not providing the transformer element in the
[発光素子の直列数]
続いて、本実施の形態に係る照明装置1の光源200に含まれる発光素子22の直列数について、図11を用いて説明する。
[Number of light emitting elements in series]
Subsequently, the number of
図11は、本実施の形態に係る照明装置1の光源200に含まれる電圧比率に対するフリッカの量と電流効率とを説明するための図である。図11の(a)は、照明装置1の光源200が発する光出力の変動量(フリッカの量)を示している。図11の(b)は、交流電源110から入力される入力電流Iinのうち、光源200の発光に利用される電流の割合である電流効率を示している。
FIG. 11 is a diagram for explaining the amount of flicker and the current efficiency with respect to the voltage ratio included in the
図11の(a)及び(b)の各々において、横軸は、電圧比率を表している。電圧比率は、入力電圧Vinに対する、直列接続部210による降下電圧の割合である。入力電圧Vinは、交流電源110が生成する交流電圧の実効値であり、例えば100Vである。
In each of (a) and (b) of FIG. 11, the horizontal axis represents the voltage ratio. The voltage ratio is the ratio of the voltage drop due to the
本実施の形態では、直列接続部210による降下電圧は、順方向電圧Vfである。順方向電圧Vfは、直列接続部210に含まれる複数の発光素子22の順方向電圧の和である。複数の発光素子22が互いに同じ順方向電圧VFを有する場合、順方向電圧Vfは、1つの順方向電圧VF×発光素子22の直列数で表される。
In the present embodiment, the voltage drop by the
図11の(a)に示されるように、電圧比率が0.55以下の場合には、光の出力変動が0%であり、実質的にはフリッカが発生していない。電圧比率が0.55Vを超えた場合には、電圧比率が大きくなる程、光の出力変動(絶対値)が大きくなっている。つまり、電圧比率が大きくなる程、フリッカの量(光のちらつき)が多くなっている。例えば、電圧比率が0.6の場合に出力変動が約−5%であり、電圧比率が0.65の場合に出力変動が約−20%である。出力変動(絶対値)が5%より大きくなると、光のちらつきが目立ちやすくなる。このため、電圧比率が0.6(=60%)以下であることにより、ちらつきを抑制することができる。 As shown in FIG. 11A, when the voltage ratio is 0.55 or less, the light output fluctuation is 0%, and flicker is substantially not generated. When the voltage ratio exceeds 0.55 V, the larger the voltage ratio, the larger the light output fluctuation (absolute value). That is, the larger the voltage ratio, the larger the amount of flicker (flicker of light). For example, when the voltage ratio is 0.6, the output fluctuation is about −5%, and when the voltage ratio is 0.65, the output fluctuation is about −20%. When the output fluctuation (absolute value) is larger than 5%, the flicker of light becomes noticeable. Therefore, when the voltage ratio is 0.6 (= 60%) or less, flicker can be suppressed.
図11の(b)に示されるように、電流効率は、電圧比率が約0.6の場合に最高値(約70%)になる。電圧比率が約0.6より小さい場合、及び、約0.6より大きい場合のいずれにおいても、電流効率は低下する。電圧比率が0.55の場合、電流効率は約67%になる。電圧比率が0.5の場合、電流効率は約61%になる。電圧比率が0.4の場合、電流効率は約50%になる。電流効率が50%を下回ると、発光素子22以外の点灯回路100内での電力消費が大きくなり、点灯回路100の発熱量が大きくなる。このため、電圧比率が0.4(=40%)以上であることにより、電流効率を高めることができる。電流効率を高めることで点灯回路100の発熱量が少なくなるので、筐体10を小型又は薄型にしても十分な放熱性能を実現することができる。
As shown in FIG. 11B, the current efficiency reaches its maximum value (about 70%) when the voltage ratio is about 0.6. The current efficiency is reduced when the voltage ratio is less than about 0.6 and when it is greater than about 0.6. When the voltage ratio is 0.55, the current efficiency is about 67%. When the voltage ratio is 0.5, the current efficiency is about 61%. When the voltage ratio is 0.4, the current efficiency is about 50%. When the current efficiency is less than 50%, the power consumption in the
以上のことから、電圧比率が0.4以上0.6以下である場合に、光のちらつきを抑制し、かつ、電流効率を高めることができる。また、電圧比率が0.5以上0.55以下である場合に、電流効率を60%以上に保ちつつ、光の出力変動を0%、すなわち、光のちらつきを実質的になくすことができる。電圧比率が0.55である場合には、光のちらつきが実質的にない状態で電流効率を約67%と高く保つことができる。電圧比率が0.55より大きく、0.6以下の場合には、光のちらつきが僅かに発生するものの、電流効率を更に高めることができる。 From the above, when the voltage ratio is 0.4 or more and 0.6 or less, it is possible to suppress light flicker and improve the current efficiency. Further, when the voltage ratio is 0.5 or more and 0.55 or less, the output fluctuation of light can be reduced to 0%, that is, the flicker of light can be substantially eliminated while maintaining the current efficiency of 60% or more. When the voltage ratio is 0.55, the current efficiency can be maintained as high as about 67% in a state where there is substantially no light flicker. When the voltage ratio is larger than 0.55 and less than 0.6, the current efficiency can be further improved although the light flickers slightly.
入力電圧Vinが100Vである場合、電圧効率が0.4以上0.6以下の範囲を満たす順方向電圧Vfは、40V以上60V以下である。発光素子22の1つの順方向電圧VFが約2.75Vである場合、順方向電圧Vfが40V以上60V以下の範囲を満たす発光素子22の直列数は、14.5個(≒40V/2.75V)以上、21.8個(≒60V/2.75V)以下、すなわち、15個以上21個以下になる。電圧効率が0.5(Vf=50V)になる場合の発光素子22の直列数は、18個(≒50V/2.75V)である。電圧効率が0.55(Vf=55V)になる場合の発光素子22の直列数は、20個(≒55V/2.75V)である。つまり、発光素子22の直列数が20個である場合に、光のちらつきが実質的にない状態で電流効率を約67%と高く保つことができる。
When the input voltage Vin is 100V, the forward voltage Vf that satisfies the range of voltage efficiency of 0.4 or more and 0.6 or less is 40V or more and 60V or less. If one forward voltage V F of the
なお、直列数が20個である場合、入力電圧Vinが100Vから変動したとしても、光のちらつきの抑制と高い電流効率の維持とを両立させることができる。例えば、入力電圧Vinが90V、100V及び110Vの場合、それぞれ、電圧比率が約0.6、0.55及び0.5になる。図11に一点鎖線で表されるように、電圧比率が0.5以上約0.6以下の範囲になる。したがって、直列数が20個である場合、光のちらつきの抑制と高い電流効率の維持とを両立させることができる。 When the number of series is 20, even if the input voltage Vin fluctuates from 100V, it is possible to suppress light flicker and maintain high current efficiency at the same time. For example, when the input voltages Vin are 90V, 100V and 110V, the voltage ratios are about 0.6, 0.55 and 0.5, respectively. As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 11, the voltage ratio is in the range of 0.5 or more and about 0.6 or less. Therefore, when the number of series is 20, it is possible to suppress light flicker and maintain high current efficiency at the same time.
また、発光素子22の順方向電圧VFが約2.75Vである場合を例に説明したが、これに限らない。発光素子22の順方向電圧VFは、例えば、1.8V以上3.7V以下であってもよい。例えば、順方向電圧VFが3.3V、3.0V又は2.85VのLEDを発光素子22として利用することができる。順方向電圧VFの大きさに応じて、電圧比率が0.4以上0.6以下である範囲を満たす直列数の適切な範囲は変更される。
Also, a case forward voltage V F of the
また、直列接続部210には、複数の発光素子22に電気的に直列に接続された、抵抗などのインピーダンス素子が含まれていてもよい。この場合、直列接続部210による降下電圧は、順方向電圧Vfと、インピーダンス素子による電圧降下量との和になる。これにより、電圧効率が0.4以上0.6以下の範囲を満たしながら、発光素子22の直列数を少なくすることができる。
Further, the
以上のように、本実施の形態に係る照明装置1は、光源200と、光源200を発光させる点灯回路100とを備える。点灯回路100は、一対の入力端子121a及び121b並びに一対の出力端子122a及び122bを有し、一対の入力端子121a及び121bに入力される交流電圧を整流し、一対の出力端子122a及び122bから脈流電圧を出力する整流回路120と、一対の出力端子122a及び122b間に光源200と電気的に直列に接続され、脈流電圧に基づいて充放電される蓄電素子Cとを有する。光源200は、互いに電気的に直列に接続された複数の発光素子22を含む直列接続部210を含む。直列接続部210に含まれる複数の発光素子22の直列数は、直列接続部210による降下電圧が交流電圧の40%以上60%以下になる数である。直列接続部210は、脈流電圧と蓄電素子Cに充電される電圧とに基づいて発光する。
As described above, the lighting device 1 according to the present embodiment includes a
これにより、ちらつきが抑制された照明光を効率良く出射することができる。 As a result, the illumination light with suppressed flicker can be efficiently emitted.
また、例えば、降下電圧は、直列接続部210に含まれる複数の発光素子22の順方向電圧VFの和である。
Further, for example, voltage drop is the sum of the forward voltage V F of the plurality of
これにより、直列接続部210にインピーダンス素子が含まれる場合よりも、直列接続部210に含まれる発光素子22の直列数を多くすることができるので、照明光の光量を増やすことができる。したがって、ちらつきが抑制された照明光をより効率良く出射することができる。
As a result, the number of
また、例えば、光源200は、出力端子122aに電気的に接続された第1端子201と、第2端子202とを有する。直列接続部210は、第1端子201と第2端子202との間に電気的に接続されている。点灯回路100は、さらに、第2端子202と出力端子122bとの間に接続され、光源200に流れる電流を制御する電流制御回路140と、電流制御回路140の両端間に蓄電素子Cと電気的に直列に接続され、かつ、蓄電素子Cに流れる充電電流Icを制御する充電電流制御回路150と、第2端子202と蓄電素子Cとの間に接続され、光源200から蓄電素子Cに向かって充電電流Icを流す整流素子D1と、第1端子201と蓄電素子Cとの間に接続され、蓄電素子Cから光源200に向かって放電電流Idを流す整流素子D2と、出力端子122bと蓄電素子Cとの間に接続され、充電電流制御回路150を迂回させて放電電流Idを流す整流素子D3とを有する。
Further, for example, the
これにより、ACダイレクト方式によって光源200には一定の電流I_LEDが安定的に流れるので、光源200のちらつきを抑制することができる。
As a result, a constant current I_LED flows stably through the
また、例えば、直列接続部210には、電気的な分岐が設けられていない。
Further, for example, the
これにより、直列接続部210に含まれる全ての発光素子22に同じ大きさの電流が流れる。つまり、全ての発光素子22を利用して光量の多い照明光を出射することができる。また、特定の発光素子22のみに電流が供給されることがないので、特定の発光素子22の寿命のみが先行して尽きることが抑制される。結果として、照明装置1の寿命を長くすることができる。
As a result, a current of the same magnitude flows through all the
また、例えば、照明装置1は、さらに、導光板40を備える。導光板40は、光源200からの光が入射する入射部42と、入射部42から入射した光を出射させる平板状の出射部41とを有する。入射部42は、出射部41から光源200に向かって突出し、かつ、出射部41を平面視した場合に出射部41の内側に位置している。
Further, for example, the lighting device 1 further includes a
これにより、光源200から両側に広がるように導光板40が設けられているので、導光板40によって光源200が発する光を拡げ、光源200よりも大きな出射面から出射させることができる。これにより、照明光の均斉度が高く、かつ、薄型の照明装置1を実現することができる。
As a result, since the
[変形例]
ここで、実施の形態に係る照明装置1の変形例について、図12及び図13を用いて説明する。
[Modification example]
Here, a modified example of the lighting device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
図12は、本変形例に係る照明装置1の点灯回路101及び光源200の回路図である。図13は、本変形例に係る照明装置1の点灯回路101及び光源200の各々が配置される基板を説明するための模式図である。
FIG. 12 is a circuit diagram of the
図12に示されるように、光源200は、互いに電気的に直列に接続された複数の発光素子22を含む直列接続部210を複数含んでもよい。複数の直列接続部210の各々は、第1端子201と第2端子202との間に互いに電気的に並列に接続されている。複数の直列接続部210の各々において、複数の発光素子22の直列数は、電圧比率が0.4(40%)以上0.6(60%)以下になる数である。具体的には、複数の直列接続部210の各々における直列数は互いに等しく、例えば20個である。
As shown in FIG. 12, the
複数の直列接続部210は、光源基板21内で電気的に並列に接続されているので、光源基板21と回路基板61との電気的な接続は、図13に示されるように、実施の形態と同様に2本のリード線64a及び64bで行うことができる。なお、直列接続部210毎に独立した端子が設けられていてもよく、3本以上のリード線によって光源基板21と回路基板61とが電気的に接続されていてもよい。
Since the plurality of
以上のように、本変形例に係る照明装置では、例えば、光源200は、直列接続部210を複数含む。複数の直列接続部210は、互いに並列に接続されている。
As described above, in the lighting device according to the present modification, for example, the
これにより、複数の直列接続部210によって光量を高めることができる。また、直列接続部210毎の直列数が、電圧比率が0.4(40%)以上0.6(60%)以下である数であるので、光のちらつきが抑制され、かつ、電流効率が高められる。
As a result, the amount of light can be increased by the plurality of
(その他)
以上、本発明に係る照明装置について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
(Other)
The lighting device according to the present invention has been described above based on the above-described embodiment, but the present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、光源基板21の主面21bにコネクタ端子23などの部品が設けられていてもよい。また、回路基板61の主面61bに回路部品62が設けられていてもよい。
For example, a component such as a
また、例えば、光源200及び点灯回路100は、1つの基板に設けられていてもよい。すなわち、光源基板21及び回路基板61は、分離できない1つの基板であってもよい。
Further, for example, the
また、例えば、発光モジュール20は、ベアチップが光源基板21の主面21aに直接実装されたCOB(Chip On Board)型の発光モジュールであってもよい。つまり、発光素子22は、LEDチップそのものであってもよい。この場合、光源基板21に実装された複数のLEDチップは、封止部材によって一括封止されてもよく、1つ又は複数個ずつ個別に封止されてもよい。また、封止部材には、黄色蛍光体などの波長変換材が含有されていてもよい。
Further, for example, the
また、例えば、発光素子22は、半導体レーザ素子であってもよく、有機EL(Electroluminescence)又は無機EL素子であってもよい。
Further, for example, the
また、例えば、上記実施の形態で示した各構成部材の形状及び大きさ、並びに、構成部材間の固定方法などは一例に過ぎず、特に限定されない。例えば、発光モジュール20は、長尺状の発光モジュールであってもよい。具体的には、光源基板21は、一方向に長尺の基板であってもよく、複数の発光素子22は、光源基板21の長尺方向に一列又は複数列で並んで設けられていてもよい。
Further, for example, the shape and size of each constituent member shown in the above embodiment, the fixing method between the constituent members, and the like are merely examples, and are not particularly limited. For example, the
また、照明装置1からは照明装置としての機能を損なわない範囲で部材の削減が行われてもよい。例えば、照明装置1は、筐体10、反射板30、導光板40、透光カバー50、端子台70、回路ケース80及び取付板90の少なくとも1つを備えなくてもよい。
Further, the number of members may be reduced from the lighting device 1 as long as the function as the lighting device is not impaired. For example, the lighting device 1 does not have to include at least one of a
また、照明装置1は、他の構成部材を備えていてもよい。例えば、光源基板21の主面21bと基台部11の主面11aとの間には、薄膜状の粘着シート、絶縁性の高い樹脂シート、又は、熱伝導性の高い樹脂シートなどが設けられていてもよい。つまり、光源基板21と基台部11とは直接接触していなくてもよい。同様に、回路基板61と基台部11とは直接接触していなくてもよい。例えば、回路基板61の主面61bと基台部11の主面11bとの間には、薄膜状の粘着シート、絶縁性の高い樹脂シート、又は、熱伝導性の高い樹脂シートなどが設けられていてもよい。
Further, the lighting device 1 may include other constituent members. For example, a thin-film adhesive sheet, a resin sheet having high insulation property, a resin sheet having high thermal conductivity, or the like is provided between the
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment within the range obtained by applying various modifications to each embodiment and the gist of the present invention. Forms are also included in the present invention.
1 照明装置
22 発光素子
40 導光板
41 出射部
42 入射部
100、101 点灯回路
120 整流回路
121a、121b 入力端子
122a、122b 出力端子
140 電流制御回路
150 充電電流制御回路
200 光源
201 第1端子
202 第2端子
210 直列接続部
C 蓄電素子
D1 整流素子(第1整流素子)
D2 整流素子(第2整流素子)
D3 整流素子(第3整流素子)
1
D2 rectifying element (second rectifying element)
D3 rectifying element (third rectifying element)
Claims (6)
前記光源を発光させる点灯回路とを備え、
前記点灯回路は、
一対の入力端子及び一対の出力端子を有し、前記一対の入力端子に入力される交流電圧を整流し、前記一対の出力端子から脈流電圧を出力する整流回路と、
前記一対の出力端子間に前記光源と電気的に直列に接続され、前記脈流電圧に基づいて充放電される蓄電素子とを有し、
前記光源は、互いに電気的に直列に接続された複数の発光素子を含む直列接続部を含み、
前記直列接続部に含まれる前記複数の発光素子の直列数は、前記直列接続部による降下電圧が前記交流電圧の40%以上60%以下になる数であり、
前記直列接続部は、前記脈流電圧と前記蓄電素子に充電される電圧とに基づいて発光する
照明装置。 Light source and
It is equipped with a lighting circuit that emits light from the light source.
The lighting circuit
A rectifier circuit having a pair of input terminals and a pair of output terminals, rectifying an AC voltage input to the pair of input terminals, and outputting a pulsating voltage from the pair of output terminals.
It has a power storage element that is electrically connected to the light source in series between the pair of output terminals and is charged and discharged based on the pulsating voltage.
The light source includes a series connection including a plurality of light emitting elements electrically connected in series with each other.
The number of light emitting elements in series included in the series connection portion is a number such that the voltage drop due to the series connection portion is 40% or more and 60% or less of the AC voltage.
The series connection portion is a lighting device that emits light based on the pulsating current voltage and the voltage charged in the power storage element.
請求項1に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the voltage drop is the sum of the forward voltages of the plurality of light emitting elements included in the series connection portion.
前記一対の出力端子の一方に電気的に接続された第1端子と、
第2端子とを有し、
前記直列接続部は、前記第1端子と前記第2端子との間に電気的に接続され、
前記点灯回路は、さらに、
前記第2端子と前記一対の出力端子の他方との間に接続され、前記光源に流れる電流を制御する電流制御回路と、
前記電流制御回路の両端間に前記蓄電素子と電気的に直列に接続され、かつ、前記蓄電素子に流れる充電電流を制御する充電電流制御回路と、
前記第2端子と前記蓄電素子との間に接続され、前記光源から前記蓄電素子に向かって前記充電電流を流す第1整流素子と、
前記第1端子と前記蓄電素子との間に接続され、前記蓄電素子から前記光源に向かって放電電流を流す第2整流素子と、
前記一対の出力端子の前記他方と前記蓄電素子との間に接続され、前記充電電流制御回路を迂回させて前記放電電流を流す第3整流素子とを有する
請求項1又は2に記載の照明装置。 The light source is
A first terminal electrically connected to one of the pair of output terminals,
Has a second terminal
The series connection portion is electrically connected between the first terminal and the second terminal.
The lighting circuit further
A current control circuit connected between the second terminal and the other of the pair of output terminals to control the current flowing through the light source.
A charging current control circuit that is electrically connected in series with the power storage element between both ends of the current control circuit and controls the charging current flowing through the power storage element.
A first rectifying element connected between the second terminal and the power storage element and flowing the charging current from the light source toward the power storage element.
A second rectifying element connected between the first terminal and the power storage element and flowing a discharge current from the power storage element toward the light source.
The lighting device according to claim 1 or 2, further comprising a third rectifying element connected between the other of the pair of output terminals and the power storage element and allowing the discharge current to flow by bypassing the charging current control circuit. ..
複数の前記直列接続部は、互いに並列に接続されている
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。 The light source includes a plurality of the series connection portions.
The lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of series connection portions are connected in parallel with each other.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the series connection portion is not provided with an electrical branch.
前記導光板は、
前記光源からの光が入射する入射部と、
前記入射部から入射した光を出射させる平板状の出射部とを有し、
前記入射部は、前記出射部から前記光源に向かって突出し、かつ、前記出射部を平面視した場合に前記出射部の内側に位置している
請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置。 In addition, it is equipped with a light guide plate.
The light guide plate
The incident part where the light from the light source is incident and
It has a flat-plate-shaped emitting portion that emits light incident from the incident portion.
The invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the incident portion projects from the emitting portion toward the light source and is located inside the emitting portion when the emitting portion is viewed in a plan view. Lighting device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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