JP4369673B2

JP4369673B2 - Lighting device

Info

Publication number: JP4369673B2
Application number: JP2003067229A
Authority: JP
Inventors: 克徳篠原
Original assignee: Nitto Optical Co Ltd
Current assignee: Nitto Optical Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: JP2004281093A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周囲の明るさを光センサで検知し、暗くなると点灯する照明装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、この種の照明装置が開示されている。この特許文献１記載の照明装置は、制御回路と、制御回路に接続される照明用の発光ダイオードと、制御回路に接続される光センサと、バッテリと、を備える。
【０００４】
そして、この特許文献１記載の照明装置は、日照時等の周囲の環境の明るさが一定以上に明るい場合には、光センサおよび制御回路の働きで、バッテリから発光ダイオードへの給電が遮断される。また、悪天候や夕刻となり、周囲の環境の明るさが一定以下となった場合には、光センサおよび制御回路の働きで、バッテリから発光ダイオードへ給電され、発光ダイオードが発光し、照明として機能する。従って、作業者が手動で発光ダイオードを点灯若しくは消灯させなくとも、自動的に点灯若しくは消灯させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−０１５６０７号公報（発明の実施の形態の欄、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されるように、周囲の明るさに応じて自動的に点灯と消灯とを切り替える従来の照明装置では、周囲の明るさを検出する光センサなどの受光素子と、照明用の光を発光する発光ダイオードなどの発光素子とが、別々に設けられている。
【０００７】
その結果、従来の照明装置では、照明装置用の回路や制御が複雑化し、使用する回路素子数は増加してしまう。そして、切り替え機能を備えない他の従来の照明装置に比べて、スペース効率が悪くなり、かつ、コスト的にも高価なものになってしまう。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するものであり、回路の複雑化や使用素子数の増加を効果的に抑えつつ、周囲の明るさに応じて自動的に点灯と消灯とを切り替えることができる照明装置を得ることを目的とする。
【００１７】
本発明に係る照明装置は、発光ダイオードと、発光ダイオードの一端にバイアス電圧を印加するバイアス回路と、発光ダイオードの他端にコレクタ端子が接続される制御トランジスタと、制御トランジスタのベース端子に接続されるとともに反転用電界効果トランジスタを備え、反転用電界効果トランジスタのゲート端子に入力される信号のハイレベルとローレベルとを逆転してベース端子へ出力する反転回路と、発光ダイオードの他端がゲート端子に接続される増幅用電界効果トランジスタと、増幅用電界効果トランジスタのソース端子あるいはドレイン端子に接続される抵抗素子と、コンデンサと、コンデンサの接続先を、抵抗素子と反転用電界効果トランジスタのゲート端子との間で切り替える二入力スイッチと、二入力スイッチへクロック信号を出力する発振回路と、を備え、クロック信号に基づいてコンデンサの接続先を周期的に切り替えるものである。
【００１８】
この構成では、発振回路が出力するクロック信号に基づいて、二入力スイッチは、コンデンサの接続先を、抵抗素子と反転用電界効果トランジスタのゲート端子との間で周期的に切り替える。コンデンサが抵抗素子に接続されると、オフ状態にある発光ダイオードが発生する電圧が電界効果トランジスタで増幅され、コンデンサは、発光ダイオードに入射される光量に応じた電位に充電される。コンデンサが反転用電界効果トランジスタのゲート端子に接続されると、反転回路は、コンデンサの充電電圧を逆転して制御トランジスタのベース端子へ出力する。コンデンサの充電電圧に応じて制御トランジスタはオン状態となる。制御トランジスタがオン状態になると、発光ダイオードは点灯する。
【００１９】
したがって、たとえば、発光ダイオードの周囲が暗くなってコンデンサがハイレベルに充電されると、制御トランジスタがオン状態となって、発光ダイオードは点灯する。また、発光ダイオードの周囲が明るくなってコンデンサがローレベルに充電されると、制御トランジスタがオフ状態となって、発光ダイオードは消灯する。これにより、周囲の明るさに応じて自動的に点灯と消灯とを切り替えることができる。
【００２０】
また、発光ダイオードは、発光素子および受光素子として利用されている。制御トランジスタをオン状態とオフ状態との間で切り替えるだけで、発光ダイオードを発光素子あるいは受光素子として利用している。つまり、周囲の明るさを検出する受光素子および受光回路と、照明用の光を発光する発光素子および発光回路とが共通化されている。その結果、回路の複雑化や使用素子数の増加を効果的に抑えることができる。
【００２１】
本発明に係るさらに他の照明装置は、さらに、発振回路は、３０Ｈｚ以上のクロック信号を出力するものである。
【００２２】
この構成を採用すれば、点灯時に発光ダイオードが高速に点灯と消灯との間で切り替わるので、人の目には連続して点灯しているように見える。したがって、照明装置として十分に利用可能となる。
【００２３】
本発明に係るさらに他の照明装置は、さらに、抵抗素子は、抵抗値を可変することができる可変抵抗素子であるものである。
【００２４】
この構成を採用すれば、可変抵抗素子の抵抗値を調整することで、発光ダイオードが点灯しはじめる明るさを簡単に調整することができる。
【００２５】
本発明に係るさらに他の照明装置は、さらに、反転用電界効果トランジスタのゲート端子には、放電用抵抗素子が接続されているものである。
【００２６】
この構成を採用すれば、二入力スイッチがコンデンサの接続先を反転用電界効果トランジスタのゲート端子側とすることで、コンデンサに蓄電されている電荷を、放電用抵抗素子を介して放電することができる。これにより、コンデンサの充電電位は、常に、周囲の明るさに応じた電位に維持することができる。
【００２７】
本発明に係るさらに他の照明装置は、発光ダイオードと、発光ダイオードの一端にバイアス電圧を印加するバイアス回路と、発光ダイオードの他端にコレクタ端子が接続される制御トランジスタと、発光ダイオードの他端がゲート端子に接続される増幅用電界効果トランジスタと、増幅用電界効果トランジスタのソース端子あるいはドレイン端子に接続される抵抗素子と、抵抗素子および制御トランジスタが接続されるマイクロコンピュータと、を備え、マイクロコンピュータは、抵抗素子の電位が設定値よりも高ければ、制御トランジスタをオン状態に制御するものである。
【００２８】
この構成では、マイクロコンピュータは、抵抗素子の電位を読み取り、その電位が設定値よりも高ければ制御トランジスタをオン状態に制御する。これにより、発光ダイオードは点灯する。また、抵抗素子の電位が設定値以下であれば制御トランジスタをオフ状態に制御する。これにより、発光ダイオードは消灯する。
【００２９】
したがって、たとえば、発光ダイオードの周囲が暗くなって抵抗素子の電位が設定値よりも高くなると、制御トランジスタがオン状態となって、発光ダイオードは点灯する。また、発光ダイオードの周囲が明るくなって抵抗素子の電位が設定値以下になると、制御トランジスタがオフ状態となって、発光ダイオードは消灯する。これにより、周囲の明るさに応じて自動的に点灯と消灯とを切り替えることができる。
【００３０】
また、発光ダイオードは、発光素子および受光素子として利用されている。制御トランジスタをオン状態とオフ状態との間で切り替えるだけで、発光ダイオードを発光素子あるいは受光素子として利用している。つまり、周囲の明るさを検出する受光素子および受光回路と、照明用の光を発光する発光素子および発光回路とが共通化されている。その結果、回路の複雑化や使用素子数の増加を効果的に抑えることができる。
【００３１】
本発明に係るさらに他の他の照明装置は、さらに、マイクロコンピュータは、タイマーを備え、このタイマーで所定の値をカウントをしたら、抵抗素子の電位と設定値との比較を行い、制御トランジスタの状態を制御するものである。
【００３２】
この構成を採用すれば、発光ダイオードを点灯させる１回の期間は、タイマーに設定する値を変えることで、発光ダイオードの１回の発光期間を長くすることができ、実質的に連続して点灯させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る照明装置を図面に基づいて説明する。
【００３４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明装置用の電気回路を示す回路図である。
【００３５】
照明装置は、複数個の発光ダイオード１を備える。複数個の発光ダイオード１は、並列に接続されている。なお、複数個の発光ダイオード１を直列に接続して発光ダイオード列を構成し、さらに、この発光ダイオード列を複数個並列に接続してもよい。
【００３６】
発光ダイオード１は、アノードがカソードよりも高い電位になることで、内部に電流が流れ、発光する。アノードの電位がカソードの電位よりも高くなればなるほど、大量の電流が流れ、強く発光する。なお、発光ダイオード１には、赤色に発光するものや、緑色に発光するものや、青色に発光するものや、白色に発光するものや、赤外線を発光するものがある。可視光の照明装置としては、白色に発光するものが最も好ましい。
【００３７】
この実施の形態１で使用している発光ダイオード１の光電変換特性は、可逆性を有する。すなわち、発光ダイオード１は発光していないときに光が入射すると、その光の量に応じた電流を、アノードからカソードへ流すように反応する。この電流が流れることで、発光ダイオード１には、微小な電圧が発生する。なお、発光ダイオード１は、入射光の光量が多くなればなるほど、大量の電流を流そうとし、その電流が流れることによってアノードとカソードとの間に発生する電圧も大きくなる。
【００３８】
以下、並列に接続された複数個の発光ダイオード１のアノード同士の接続点をアノード接続点２と記載し、カソード同士の接続点をカソード接続点３と記載する。
【００３９】
カソード接続点３とグランドライン４との間には、抵抗素子５が接続されている。カソード接続点３と電源ライン６との間には、抵抗素子７が接続されている。これにより、発光ダイオード１の一端には、バイアス電圧が印加される。抵抗素子５と抵抗素子７とで、バイアス回路が構成される。電源ライン６とグランドライン４との間には、図示外の電源ユニットが接続されている。電源ライン６の電位と、グランドライン４の電位との電位差が、電源電圧となる。
【００４０】
なお、電源ユニットとしては、たとえば、蓄電池、充電可能なバッテリ、ＡＣ／ＤＣコンバータ、その他の直流出力の電源ユニットがある。これにより、カソード接続点３は、電源電圧を、２つの抵抗素子５，７の抵抗比で分圧した電位となる。
【００４１】
アノード接続点２と電源ライン６との間には、制御トランジスタあるいは発光回路としてのＰＮＰトランジスタ８が接続されている。ＰＮＰトランジスタ８がオン状態になると、アノード接続点２は、電源ライン６に接続される。これにより、複数個の発光ダイオード１は、アノードがカソードよりも高い電位になるので発光する。この光が照明光として利用される。
【００４２】
アノード接続点２には、増幅用電界効果トランジスタあるいは受光回路としての第一ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）９のゲート端子が接続される。第一ＦＥＴ９のソース端子と電源ライン６との間には、可変抵抗素子１０が接続されている。第一ＦＥＴ９のドレイン端子とグランドライン４との間には、抵抗素子１１が接続されている。
【００４３】
ＰＮＰトランジスタ８をオフ状態にすると、複数個の発光ダイオード１は、発光しなくなる。これにより、発光ダイオード１は、入射した光の量に応じた電圧を発生する。抵抗素子５の電圧と、発光ダイオード１が発生する電圧とを加算した電位が、第一ＦＥＴ９のゲート端子に入力される。
【００４４】
したがって、第一ＦＥＴ９は、オン状態となり、発光ダイオード１に発生する電圧を増幅する。第一ＦＥＴ９がオン状態になることで、可変抵抗素子１０には電圧が発生する。この可変抵抗素子１０に発生する電圧は、発光ダイオード１に入射する光量に応じて変化する。
【００４５】
第一ＦＥＴ９のソース端子には、二入力スイッチ１２の一方の入力端子１２ａが接続されている。二入力スイッチ１２の出力端子１２ｂと、グランドライン４との間には、コンデンサ１３が接続されている。二入力スイッチ１２は、制御端子１２ｃの入力レベルに応じて、２つの入力端子１２ａ，１２ｄの中の一方を出力端子１２ｂに接続する。一方の入力端子１２ａが出力端子１２ｂに接続されると、コンデンサ１３は充電される。コンデンサ１３は、電源電圧から可変抵抗素子１０の電圧を減算した電圧に、充電される。
【００４６】
二入力スイッチ１２の制御端子１２ｃには、発振回路１４が接続される。発振回路１４は、１００Ｈｚの周波数で、ハイレベルとローレベルとの間で切り替わるクロック信号を出力する。このようなクロック信号を出力する発振回路１４は、たとえばフリップフロップ回路や、水晶発振子の振動を増幅して出力する回路などで実現することができる。
【００４７】
したがって、二入力スイッチ１２は、二入力スイッチ１２の一方の入力端子１２ａと出力端子１２ｂとの接続と、二入力スイッチ１２の他方の入力端子１２ｄと出力端子１２ｂとの接続とを、１００Ｈｚの周波数で高速に切り替える。
【００４８】
二入力スイッチ１２の他方の入力端子１２ｄには、反転用電界効果トランジスタとしての第二ＦＥＴ１５のゲート端子が接続される。第二ＦＥＴ１５のドレイン端子は、グランドライン４に接続される。第二ＦＥＴ１５のソース端子には、抵抗素子１６が接続される。抵抗素子１６は、抵抗素子１７に接続される。抵抗素子１７は、電源ライン６に接続される。また、第二ＦＥＴ１５のゲート端子と、グランドライン４との間には、抵抗素子１８が接続される。これら第二ＦＥＴ１５、抵抗素子１６および抵抗素子１７にて、反転回路は構成されている。
【００４９】
二入力スイッチ１２が他方の入力端子１２ｄと出力端子１２ｂとを接続すると、コンデンサ１３が、第二ＦＥＴ１５のゲート端子に接続される。コンデンサ１３が充電されていると、第二ＦＥＴ１５は、オン状態になる。第二ＦＥＴ１５がオン状態になると、抵抗素子１６は、グランドライン４に接続される。
【００５０】
なお、コンデンサ１３に蓄電されている電荷は、第二ＦＥＴ１５のゲート端子に接続されている抵抗素子１８を介して放電される。その結果、コンデンサ１３は、第二ＦＥＴ１５に接続される度に放電されるとともに、可変抵抗素子１０側に切り替わる度に充電されることになる。なお、電荷の放電の速度は、コンデンサ１３の容量値と、抵抗素子１８の抵抗値とで決まる。
【００５１】
この結果、たとえば、周囲が明るくなってきて、可変抵抗素子１０に発生する電圧が大きくなる方向へ変化した場合であっても、放電によって予めコンデンサ１３の充電電圧が下げられているので、コンデンサ１３を可変抵抗素子１０側に切り替えることで、コンデンサ１３の充電電位をこの変化に追従した低い電圧に制御することができる。その結果、コンデンサ１３の充電電位を、常に、周囲の明るさに応じた電位に維持することができる。すなわち、周囲が明るければ低い充電電圧に充電し、周囲が暗ければ高い充電電圧に充電する。
【００５２】
抵抗素子１７と抵抗素子１６との接続点は、ＰＮＰトランジスタ８のベース端子に接続される。したがって、抵抗素子１６がグランドライン４に接続されると、抵抗素子１７に発生する電圧で、ＰＮＰトランジスタ８はオン状態になる。
【００５３】
つまり、第二ＦＥＴ１５、抵抗素子１６および抵抗素子１７は、コンデンサ１３の充電電圧が高いと、ＰＮＰトランジスタ８のゲート端子をローレベルに制御する。コンデンサ１３の充電電圧が低いと、ＰＮＰトランジスタ８のゲート端子をハイレベルに制御する。第二ＦＥＴ１５、抵抗素子１６および抵抗素子１７は、第二ＦＥＴ１５のゲート端子に入力される信号のハイレベルとローレベルとを逆転してＰＮＰトランジスタ８のベース端子へ出力する反転回路として機能する。
【００５４】
次に、実施の形態１に係る照明装置の全体の動作を説明する。
【００５５】
照明装置に電源が投入されると、発振回路１４からクロック信号が出力される。電源投入直後は、コンデンサ１３は、充電されていない。クロック信号に従って二入力スイッチ１２が他方の入力端子１２ｄを出力端子１２ｂに接続されたとしても、第二ＦＥＴ１５はオン状態にならない。第二ＦＥＴ１５がオン状態にならないと、ＰＮＰトランジスタ８もオン状態にならない。その結果、複数個の発光ダイオード１は、消灯している。
【００５６】
二入力スイッチ１２は、クロック信号に従って一方の入力端子１２ａを出力端子１２ｂに接続する。このとき、複数個の発光ダイオード１は、点灯していないので、受光光量に応じた電圧を発生する。この発光ダイオード１が発生する電圧と、抵抗素子５に発生する電圧との加算電圧が第一ＦＥＴ９のゲート端子に入力され、コンデンサ１３は充電される。
【００５７】
発光ダイオード１に発生する電圧は、受光光量が多いほど大きくなる。発光ダイオード１に発生する電圧が大きいと、それだけ、第一ＦＥＴ９のソース端子とドレイン端子との間には電流が流れるようになり、可変抵抗素子１０に発生する電圧が大きくなる。その結果、コンデンサ１３の充電電圧は、低くなる。
【００５８】
つまり、二入力スイッチ１２がクロック信号に従って一方の入力端子１２ａを出力端子１２ｂに接続することで、コンデンサ１３は充電される。コンデンサ１３の充電電圧は、発光ダイオード１の周囲が明るいほど低くなる。コンデンサ１３の充電電圧は、発光ダイオード１の周囲が暗いほど高くなる。
【００５９】
コンデンサ１３の充電電圧が所定の電圧以上になると、二入力スイッチ１２が他方の入力端子１２ｄを出力端子１２ｂに接続したときに、第二ＦＥＴ１５がオン状態になる。ＰＮＰトランジスタ８もオン状態になる。その結果、複数個の発光ダイオード１は、点灯する。
【００６０】
以上のように、この実施の形態１に係る照明装置は、発光ダイオード１の周囲が暗くなると、点灯する。また、発光ダイオード１の周囲が明るくなると、消灯する。これにより、周囲が暗くなると自動的に点灯し、周囲が明るくなると自動的に消灯する照明装置として利用することができる。なお、可変抵抗素子１０の抵抗値を調整することで、発光ダイオード１が点灯しはじめる明るさを調整することができる。また、点灯時には実際には１００Ｈｚで点灯と消灯とを繰り返しているが、残像現象によって、人間の目では連続して点灯しているように見える。
【００６１】
そして、この実施の形態１では、発光ダイオード１を発光素子および受光素子として利用している。また、ＰＮＰトランジスタ８をオン状態とオフ状態との間で切り替えるだけで、発光ダイオード１を発光素子あるいは受光素子として利用している。したがって、周囲の明るさを検出する受光素子および受光回路と、照明用の光を発光する発光素子および発光回路とは、共通化されている。その結果、これらの素子を別々に設けた場合のような回路の複雑化や使用素子数の増加を効果的に抑えることができる。
【００６２】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る照明装置用の電気回路を示す回路図である。
【００６３】
本発明の実施の形態２に係る照明装置は、実施の形態１に係る照明装置と共通する構成を有する。以下において、実施の形態１に係る照明装置の構成要素と同様の機能を有する構成要素には、図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
第一ＦＥＴ９のソース端子には、抵抗素子２１が接続される。また、抵抗素子２１には、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載する。）２２が接続されている。
【００６５】
図３は、図２中のマイコン２２の構成を示すブロック図である。
【００６６】
マイコン２２は、Ｉ／Ｏポート（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔポート：入出力ポート）３１と、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中央処理装置）３２と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ：ランダムアクセスメモリ）３３と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ：読出専用メモリ）３４と、タイマー３５と、これらを接続するシステムバス３６と、を備える。
【００６７】
Ｉ／Ｏポート３１には、上述した第一ＦＥＴ９のソース端子と、抵抗素子１６と、が接続される。抵抗素子１６は、ＰＮＰトランジスタ８のベース端子に接続されている。
【００６８】
ＲＯＭ３４には、制御プログラム３７が記憶されている。
【００６９】
図４は、制御プログラム３７を示すフローチャートである。以下、この実施の形態２に係る照明装置の動作を、フローチャートに従って説明する。
【００７０】
図示外の電源が投入されると、マイコン２２では、ＣＰＵ３２が動作を開始する。ＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３４から制御プログラム３７を読み込む。読み込まれた制御プログラム３７は、ＲＡＭ３３に記憶される。
【００７１】
ＣＰＵ３２は、抵抗素子１６が接続されるＩ／Ｏポート３１の出力をハイレベルに制御する（ＳＴ１）。以下、このＩ／Ｏポート３１から出力される信号を切替信号と記載する。これにより、ＰＮＰトランジスタ８は、オフ状態になる。発光ダイオード１に発生する電圧と、抵抗素子５に発生する電圧との和電圧が、第一ＦＥＴ９のゲート端子に入力される。抵抗素子２１には、発光ダイオード１に入射する光量に応じた電圧が発生する。電源電圧から、この抵抗素子２１に発生する電圧を減算した電圧が、Ｉ／Ｏポート３１に入力される。
【００７２】
次に、ＣＰＵ３２は、測光入力処理を行う（ＳＴ２）。具体的には、抵抗素子２１が接続されるＩ／Ｏポート３１の入力レベルを読み取る。この入力レベルと、設定値とを比較する（ＳＴ３）。この設定値は、ＲＯＭ３４に記憶されている。そして、入力値が設定値よりも大きくない場合、すなわち受光量が多い場合には、切替信号をハイレベルに維持する（ＳＴ４）。切替信号がハイレベルに維持（制御）されると、ＰＮＰトランジスタ８はオフ状態を維持するので、発光ダイオード１は発光せず、そのまま受光素子として機能する。
【００７３】
入力値が設定値よりも大きい場合（ＳＴ３において「Ｙ」の場合）、すなわち受光量が少ない場合には、ＣＰＵ３２は、切替信号をローレベルに制御する（ＳＴ５）。切替信号がローレベルに制御されると、ＰＮＰトランジスタ８はオン状態になる。発光ダイオード１のアノードが電源ライン６に接続され、発光ダイオード１は発光する。
【００７４】
このように切替信号を制御した後、ＣＰＵ３２は、タイマー３５にタイマ値を設定し（ＳＴ６）、タイマー３５を起動させる（ＳＴ７）。タイマー３５は、タイマ値のカウントアップを開始する。タイマを起動させた後、ＣＰＵ３２は、タイマー３５のカウント値を周期的に読み取り、そのタイマー３５のカウント値が、設定値までカウントアップされているか否かを判断する（ＳＴ８）。なお、これらのカウント値および設定値は、ＲＯＭ３４に記憶されている。
【００７５】
設定値までタイマー３５がカウントアップしたら、ＣＰＵ３２は、ステップＳＴ１からＳＴ７までの処理を繰り返す。
【００７６】
以上のように、この実施の形態２に係る照明装置は、ＣＰＵ３２は、タイマー３５の設定値に従って周期的に、発光ダイオード１の受光光量レベルを検出する。そして、周囲が暗くなると、発光ダイオード１を点灯する。また、周囲が明るくなると、発光ダイオード１を消灯する。これにより、周囲が暗くなると自動的に点灯し、周囲が明るくなると自動的に消灯する照明装置として利用することができる。なお、ＲＯＭ３４に記憶させる設定値の値を変更することで、発光ダイオード１が点灯しはじめる明るさを調整することができる。
【００７７】
しかも、発光ダイオード１をオン状態とオフ状態とに切り替えるとともに、オフ状態の発光ダイオード１を受光素子として機能させ、その発光ダイオード１が発生する電圧に基づいて発光ダイオード１の点灯あるいは消灯を制御している。したがって、周囲の明るさを検出する受光素子および受光回路と、照明用の光を発光する発光素子および発光回路とが共通化されている。その結果、これらの回路を別々に設けた場合のような回路の複雑化や使用素子数の増加を効果的に抑えることができる。
【００７８】
また、発光ダイオード１を用いて周囲の明るさの検出開始から、発光ダイオード１を点灯または消灯するまでのステップは、ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４（ＳＴ５）の４ステップで構成されている。点灯時には、わずかにこの４ステップの期間だけ、発光ダイオード１が消灯することになる。したがって、人の目には連続して点灯しているように見える。それゆえ、照明装置として利用することができる。
【００７９】
さらに、発光ダイオード１を点灯させる１回の期間は、タイマー３５に設定する設定値で決まる。したがって、この設定値を大きくすることで、発光ダイオード１の１回の発光期間を長くすることができ、実質的に連続した点灯状態にすることができる。
【００８０】
以上の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるが、本発明はこれに限られるものではなく、種々の変形、変更が可能である。
【００８１】
上述した実施の形態１では、発光ダイオード１は、点灯時には、１００Ｈｚで点灯と消灯との間で切り替わる。このように高速で点灯状態が繰り返されることで、人の目には連続して点灯しているように見える。この現象は、一般的に、残像現象と呼ばれている。この他にも、たとえば、３０Ｈｚ以上のクロック信号を二入力スイッチへ入力するようにしてもよい。点灯と消灯との繰り返し周波数が、３０Ｈｚ以上になると、人の目には連続して点灯しているように見えてしまう。したがって、発振回路１４が出力するクロック信号の周波数は、３０Ｈｚ以上にすれば、照明装置として十分に利用可能となる。
【００８２】
上述した各実施の形態では、カソード接続点３にバイアス回路としての一対の抵抗素子５，７を接続し、アノード接続点２に制御トランジスタとしてのＰＮＰトランジスタ８を接続している。この他にもたとえば、カソード接続点３に制御トランジスタを接続するとともに、アノード接続点２にバイアス回路を接続してもよい。但し、この変形例の場合において、制御トランジスタだけで発光ダイオード１をオン状態とオフ状態との間で切り替えようとする場合には、ＮＰＮトランジスタを使用するとともに、ＮＰＮトランジスタを、発光ダイオード１のカソード接続点３とグランドライン４との間に接続する必要がある。
【００８３】
上述した各実施の形態では、発光ダイオード１を発光素子および受光素子とに切り替え、発光ダイオード１を受光素子として機能させた場合に得た周囲の明るさの情報に基づいて、発光ダイオード１の点灯を制御している。このような光で物を照らす照明装置が利用できる機器としては、たとえば、卓上照明器具、屋内灯、屋外灯、街灯、道路標識、懐中電灯、さらには自転車や自動車、鉄道車両などのヘッドランプなどが挙げられる。そして、このような可視光の照明器具には、白色に発光する発光ダイオードを利用するのが好ましい。
【００８４】
上述した各実施の形態では、発光ダイオードを、周囲の明るさを検出する受光素子として利用している。この他にも、周囲の明るさを検出する受光素子として利用することができるものとしては、たとえば、太陽電池などが挙げられる。この太陽電池を受光素子として利用することで、周囲の明るさを検出しながら、バッテリを蓄電をすることができる。
【００８５】
特に、検出した明るさに基づいて、暗くなるとバッテリを太陽電池から切り離し、明るくなるとバッテリを太陽電池に接続するように制御することができる。この制御により、バッテリと太陽電池との間に逆流防止ダイオードを設けなくとも、バッテリの蓄電電荷が、発電していない太陽電池内を流れてしまうことを防止することができる。その結果、充電装置としての構造を単純化できるとともに、バッテリの充電効率を向上させることができる。
【００８６】
上述の実施の形態では、発光ダイオード１を発光させる場合に、照明用として利用しているが、発光ダイオード１を発光させた際には表示用として利用しても良い。すなわち、複数の発光ダイオード１によって文字や図形などを形成し、週が暗くなってきたら文字や図形などを表示するようにしてもよい。また、マイコン２２の制御を逆にしてもよい。すなわち、周囲が暗くなってきたら発光ダイオード１の発光光量を下げ、周囲が明るくなってきたら発光ダイオード１の発光光量を上げて輝度を高くするようにしてもよい。このようにすると、信号用には好適となる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明では、回路の複雑化や使用素子数の増加を効果的に抑えつつ、周囲の明るさに応じて自動的に点灯と消灯とを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置用の電気回路を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る照明装置用の電気回路を示す回路図である。
【図３】図２中のマイコンの構成を示すブロック図である。
【図４】図３中のＲＯＭに記憶される制御プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１発光ダイオード
５抵抗素子（バイアス回路の一部）
７抵抗素子（バイアス回路の一部）
８ＰＮＰトランジスタ（制御トランジスタ、発光回路）
９第一電界効果トランジスタ（増幅用電界効果トランジスタ、受光回路）
１０可変抵抗素子（抵抗素子）
１２二入力スイッチ
１３コンデンサ
１４発振回路
１５第二電界効果トランジスタ（反転用電界効果トランジスタ、反転回路の一部）
１６抵抗素子（反転回路の一部）
１７抵抗素子（反転回路の一部）
１８抵抗素子（放電用抵抗素子）
２１抵抗素子
２２マイクロコンピュータ
３５タイマー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device.
[0002]
[Prior art]
There is known an illuminating device that detects ambient brightness with an optical sensor and lights up when dark.
[0003]
Patent Document 1 discloses this type of lighting device. The illumination device described in Patent Document 1 includes a control circuit, an illumination light emitting diode connected to the control circuit, an optical sensor connected to the control circuit, and a battery.
[0004]
In the lighting device described in Patent Document 1, when the surrounding environment is brighter than a certain level, such as during sunshine, the power supply from the battery to the light emitting diode is cut off by the action of the optical sensor and the control circuit. The In addition, when the brightness of the surrounding environment falls below a certain level due to bad weather or evening, power is supplied from the battery to the light-emitting diode by the action of the light sensor and control circuit, and the light-emitting diode emits light and functions as illumination. . Therefore, even if the operator does not manually turn on or off the light emitting diode, it can be automatically turned on or off.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-015607 A (column of embodiment of the invention, FIG. 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As disclosed in Patent Document 1, in a conventional illumination device that automatically switches on and off according to ambient brightness, a light receiving element such as an optical sensor that detects ambient brightness, A light emitting element such as a light emitting diode that emits light is provided separately.
[0007]
As a result, in the conventional lighting device, the circuit and control for the lighting device become complicated, and the number of circuit elements to be used increases. As compared with other conventional lighting devices that do not have a switching function, the space efficiency is low and the cost is high.
[0008]
The present invention solves the above-described problem, and can effectively switch on and off according to the ambient brightness while effectively suppressing the complexity of the circuit and the increase in the number of elements used. The object is to obtain a device.
[0017]
The present invention Ru The light device includes a light emitting diode, a bias circuit for applying a bias voltage to one end of the light emitting diode, a control transistor having a collector terminal connected to the other end of the light emitting diode, a base terminal of the control transistor, and an inversion device An inverting circuit that includes a field effect transistor and reverses the high level and low level of a signal input to the gate terminal of the inverting field effect transistor and outputs the inverted signal to the base terminal, and the other end of the light emitting diode is connected to the gate terminal. Amplifying field effect transistor, a resistance element connected to the source terminal or drain terminal of the amplifying field effect transistor, a capacitor, and a connection destination of the capacitor between the resistance element and the gate terminal of the inversion field effect transistor. The two-input switch to be switched with and the clock signal to the two-input switch Comprising an oscillation circuit for the one in which switches the connection destination of the capacitor periodically based on the clock signal.
[0018]
In this configuration, the two-input switch periodically switches the connection destination of the capacitor between the resistor element and the gate terminal of the inverting field effect transistor based on the clock signal output from the oscillation circuit. When the capacitor is connected to the resistance element, the voltage generated by the light emitting diode in the off state is amplified by the field effect transistor, and the capacitor is charged to a potential corresponding to the amount of light incident on the light emitting diode. When the capacitor is connected to the gate terminal of the inverting field effect transistor, the inverting circuit reverses the charging voltage of the capacitor and outputs it to the base terminal of the control transistor. The control transistor is turned on according to the charging voltage of the capacitor. When the control transistor is turned on, the light emitting diode is turned on.
[0019]
Therefore, for example, when the periphery of the light emitting diode becomes dark and the capacitor is charged to a high level, the control transistor is turned on and the light emitting diode is turned on. When the periphery of the light emitting diode becomes bright and the capacitor is charged to a low level, the control transistor is turned off and the light emitting diode is turned off. Accordingly, it is possible to automatically switch on and off according to the ambient brightness.
[0020]
Light emitting diodes are used as light emitting elements and light receiving elements. By simply switching the control transistor between the on state and the off state, the light emitting diode is used as a light emitting element or a light receiving element. That is, a light receiving element and a light receiving circuit for detecting ambient brightness and a light emitting element and a light emitting circuit for emitting illumination light are shared. As a result, it is possible to effectively suppress the complexity of the circuit and the increase in the number of elements used.
[0021]
In still another lighting device according to the present invention, the oscillation circuit outputs a clock signal of 30 Hz or more.
[0022]
If this configuration is adopted, the light-emitting diode switches between lighting and extinguishing at high speed when it is lit, so that it appears to be continuously lit by human eyes. Therefore, it can fully be used as a lighting device.
[0023]
In yet another lighting device according to the present invention, the resistance element is a variable resistance element capable of varying a resistance value.
[0024]
By adopting this configuration, the brightness at which the light emitting diode starts to light can be easily adjusted by adjusting the resistance value of the variable resistance element.
[0025]
In still another lighting device according to the present invention, a discharge resistance element is connected to the gate terminal of the inversion field effect transistor.
[0026]
If this configuration is adopted, the two-input switch can discharge the electric charge stored in the capacitor via the discharge resistance element by setting the connection destination of the capacitor to the gate terminal side of the inverting field effect transistor. it can. Thereby, the charging potential of the capacitor can always be maintained at a potential according to the ambient brightness.
[0027]
Still another lighting device according to the present invention includes a light emitting diode, a bias circuit that applies a bias voltage to one end of the light emitting diode, a control transistor having a collector terminal connected to the other end of the light emitting diode, and the other end of the light emitting diode. A field effect transistor for amplification connected to the gate terminal, a resistance element connected to the source terminal or drain terminal of the field effect transistor for amplification, and a microcomputer to which the resistance element and the control transistor are connected. The computer controls the control transistor to be in an on state if the potential of the resistance element is higher than a set value.
[0028]
In this configuration, the microcomputer reads the potential of the resistance element, and controls the control transistor to be in an ON state if the potential is higher than a set value. Thereby, the light emitting diode is turned on. Further, if the potential of the resistance element is equal to or lower than the set value, the control transistor is controlled to be in an off state. As a result, the light emitting diode is turned off.
[0029]
Therefore, for example, when the periphery of the light emitting diode becomes dark and the potential of the resistance element becomes higher than the set value, the control transistor is turned on and the light emitting diode is turned on. Further, when the periphery of the light emitting diode becomes bright and the potential of the resistance element becomes lower than the set value, the control transistor is turned off and the light emitting diode is turned off. Accordingly, it is possible to automatically switch on and off according to the ambient brightness.
[0030]
Light emitting diodes are used as light emitting elements and light receiving elements. By simply switching the control transistor between the on state and the off state, the light emitting diode is used as a light emitting element or a light receiving element. That is, a light receiving element and a light receiving circuit for detecting ambient brightness and a light emitting element and a light emitting circuit for emitting illumination light are shared. As a result, it is possible to effectively suppress the complexity of the circuit and the increase in the number of elements used.
[0031]
In still another lighting device according to the present invention, the microcomputer further includes a timer. When the timer counts a predetermined value, the potential of the resistance element is compared with the set value, and the control transistor It controls the state.
[0032]
If this structure is adopted, the light emitting diode can be turned on for one time period by changing the value set in the timer, so that the light emitting diode can be lightened for a single light emitting period. Can be made.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an illumination device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical circuit for a lighting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0035]
The lighting device includes a plurality of light emitting diodes 1. The plurality of light emitting diodes 1 are connected in parallel. A plurality of light emitting diodes 1 may be connected in series to form a light emitting diode array, and a plurality of light emitting diode arrays may be connected in parallel.
[0036]
The light emitting diode 1 emits light when the anode is at a higher potential than the cathode, so that a current flows therein. As the anode potential becomes higher than the cathode potential, a larger amount of current flows and light is emitted more strongly. Note that the light emitting diode 1 includes one that emits red light, one that emits green light, one that emits blue light, one that emits white light, and one that emits infrared light. As the illumination device for visible light, one that emits white light is most preferable.
[0037]
The photoelectric conversion characteristics of the light emitting diode 1 used in the first embodiment are reversible. That is, when light is incident when the light emitting diode 1 is not emitting light, it reacts so that a current corresponding to the amount of the light flows from the anode to the cathode. When this current flows, a minute voltage is generated in the light emitting diode 1. The light emitting diode 1 tends to flow a large amount of current as the amount of incident light increases, and the voltage generated between the anode and the cathode increases as the current flows.
[0038]
Hereinafter, a connection point between the anodes of the plurality of light emitting diodes 1 connected in parallel is referred to as an anode connection point 2, and a connection point between the cathodes is referred to as a cathode connection point 3.
[0039]
A resistance element 5 is connected between the cathode connection point 3 and the ground line 4. A resistance element 7 is connected between the cathode connection point 3 and the power supply line 6. As a result, a bias voltage is applied to one end of the light emitting diode 1. Resistive element 5 and resistive element 7 constitute a bias circuit. A power supply unit (not shown) is connected between the power supply line 6 and the ground line 4. A potential difference between the potential of the power supply line 6 and the potential of the ground line 4 becomes a power supply voltage.
[0040]
Examples of the power supply unit include a storage battery, a rechargeable battery, an AC / DC converter, and other DC output power supply units. As a result, the cathode connection point 3 becomes a potential obtained by dividing the power supply voltage by the resistance ratio of the two resistance elements 5 and 7.
[0041]
A control transistor or a PNP transistor 8 as a light emitting circuit is connected between the anode connection point 2 and the power supply line 6. When the PNP transistor 8 is turned on, the anode connection point 2 is connected to the power supply line 6. Accordingly, the plurality of light emitting diodes 1 emit light because the anode has a higher potential than the cathode. This light is used as illumination light.
[0042]
The anode connection point 2 is connected to a gate terminal of an amplifying field effect transistor or a first FET (Field Effect Transistor) 9 as a light receiving circuit. A variable resistance element 10 is connected between the source terminal of the first FET 9 and the power supply line 6. A resistance element 11 is connected between the drain terminal of the first FET 9 and the ground line 4.
[0043]
When the PNP transistor 8 is turned off, the plurality of light emitting diodes 1 do not emit light. Thereby, the light emitting diode 1 generates a voltage according to the amount of incident light. A potential obtained by adding the voltage of the resistance element 5 and the voltage generated by the light emitting diode 1 is input to the gate terminal of the first FET 9.
[0044]
Accordingly, the first FET 9 is turned on and amplifies the voltage generated in the light emitting diode 1. When the first FET 9 is turned on, a voltage is generated in the variable resistance element 10. The voltage generated in the variable resistance element 10 changes according to the amount of light incident on the light emitting diode 1.
[0045]
One input terminal 12 a of the two-input switch 12 is connected to the source terminal of the first FET 9. A capacitor 13 is connected between the output terminal 12 b of the two-input switch 12 and the ground line 4. The two-input switch 12 connects one of the two input terminals 12a and 12d to the output terminal 12b according to the input level of the control terminal 12c. When one input terminal 12a is connected to the output terminal 12b, the capacitor 13 is charged. The capacitor 13 is charged to a voltage obtained by subtracting the voltage of the variable resistance element 10 from the power supply voltage.
[0046]
An oscillation circuit 14 is connected to the control terminal 12 c of the two-input switch 12. The oscillation circuit 14 outputs a clock signal that switches between a high level and a low level at a frequency of 100 Hz. The oscillation circuit 14 that outputs such a clock signal can be realized by, for example, a flip-flop circuit or a circuit that amplifies and outputs the vibration of a crystal oscillator.
[0047]
Therefore, the two-input switch 12 connects a connection between one input terminal 12a and the output terminal 12b of the two-input switch 12 and a connection between the other input terminal 12d and the output terminal 12b of the two-input switch 12 with a frequency of 100 Hz. Switch fast.
[0048]
The other input terminal 12d of the two-input switch 12 is connected to the gate terminal of the second FET 15 serving as an inverting field effect transistor. The drain terminal of the second FET 15 is connected to the ground line 4. A resistance element 16 is connected to the source terminal of the second FET 15. The resistance element 16 is connected to the resistance element 17. The resistance element 17 is connected to the power supply line 6. A resistance element 18 is connected between the gate terminal of the second FET 15 and the ground line 4. These second FET 15, resistance element 16 and resistance element 17 constitute an inverting circuit.
[0049]
When the two-input switch 12 connects the other input terminal 12d and the output terminal 12b, the capacitor 13 is connected to the gate terminal of the second FET 15. When the capacitor 13 is charged, the second FET 15 is turned on. When the second FET 15 is turned on, the resistance element 16 is connected to the ground line 4.
[0050]
Note that the electric charge stored in the capacitor 13 is discharged through the resistance element 18 connected to the gate terminal of the second FET 15. As a result, the capacitor 13 is discharged every time it is connected to the second FET 15 and is charged every time it is switched to the variable resistance element 10 side. Note that the charge discharge speed is determined by the capacitance value of the capacitor 13 and the resistance value of the resistance element 18.
[0051]
As a result, for example, even when the surroundings become brighter and the voltage generated in the variable resistance element 10 changes in the increasing direction, the charging voltage of the capacitor 13 is lowered in advance by discharging, so the capacitor 13 Is switched to the variable resistance element 10 side, the charging potential of the capacitor 13 can be controlled to a low voltage following this change. As a result, the charging potential of the capacitor 13 can always be maintained at a potential according to the ambient brightness. That is, if the surrounding is bright, the battery is charged to a low charging voltage, and if the surrounding is dark, the battery is charged to a high charging voltage.
[0052]
A connection point between the resistance element 17 and the resistance element 16 is connected to a base terminal of the PNP transistor 8. Therefore, when the resistance element 16 is connected to the ground line 4, the PNP transistor 8 is turned on by the voltage generated in the resistance element 17.
[0053]
That is, the second FET 15, the resistance element 16, and the resistance element 17 control the gate terminal of the PNP transistor 8 to a low level when the charging voltage of the capacitor 13 is high. When the charging voltage of the capacitor 13 is low, the gate terminal of the PNP transistor 8 is controlled to a high level. The second FET 15, the resistive element 16, and the resistive element 17 function as an inverting circuit that reverses the high level and low level of the signal input to the gate terminal of the second FET 15 and outputs the inverted signal to the base terminal of the PNP transistor 8.
[0054]
Next, the overall operation of the lighting apparatus according to Embodiment 1 will be described.
[0055]
When the lighting device is turned on, a clock signal is output from the oscillation circuit 14. Immediately after the power is turned on, the capacitor 13 is not charged. Even if the two-input switch 12 connects the other input terminal 12d to the output terminal 12b according to the clock signal, the second FET 15 is not turned on. If the second FET 15 is not turned on, the PNP transistor 8 is not turned on. As a result, the plurality of light emitting diodes 1 are turned off.
[0056]
The two-input switch 12 connects one input terminal 12a to the output terminal 12b according to a clock signal. At this time, since the plurality of light emitting diodes 1 are not lit, a voltage corresponding to the amount of received light is generated. An added voltage of the voltage generated by the light emitting diode 1 and the voltage generated by the resistance element 5 is input to the gate terminal of the first FET 9, and the capacitor 13 is charged.
[0057]
The voltage generated in the light emitting diode 1 increases as the amount of received light increases. When the voltage generated in the light emitting diode 1 is large, a current flows between the source terminal and the drain terminal of the first FET 9 and the voltage generated in the variable resistance element 10 increases. As a result, the charging voltage of the capacitor 13 becomes low.
[0058]
That is, the capacitor 13 is charged when the two-input switch 12 connects one input terminal 12a to the output terminal 12b according to the clock signal. The charging voltage of the capacitor 13 decreases as the periphery of the light emitting diode 1 becomes brighter. The charging voltage of the capacitor 13 increases as the periphery of the light emitting diode 1 becomes darker.
[0059]
When the charging voltage of the capacitor 13 becomes equal to or higher than a predetermined voltage, the second FET 15 is turned on when the two-input switch 12 connects the other input terminal 12d to the output terminal 12b. The PNP transistor 8 is also turned on. As a result, the plurality of light emitting diodes 1 are lit.
[0060]
As described above, the illumination device according to the first embodiment is turned on when the periphery of the light emitting diode 1 becomes dark. Further, when the periphery of the light emitting diode 1 becomes bright, the light is turned off. Thus, it can be used as a lighting device that automatically turns on when the surroundings become dark and automatically turns off when the surroundings become bright. It should be noted that the brightness at which the light emitting diode 1 starts to light can be adjusted by adjusting the resistance value of the variable resistance element 10. In addition, when it is turned on, it is actually turned on and off at 100 Hz, but it appears to be continuously lit by human eyes due to the afterimage phenomenon.
[0061]
In the first embodiment, the light emitting diode 1 is used as a light emitting element and a light receiving element. Further, the light-emitting diode 1 is used as a light-emitting element or a light-receiving element simply by switching the PNP transistor 8 between an on state and an off state. Therefore, a light receiving element and a light receiving circuit for detecting ambient brightness and a light emitting element and a light emitting circuit for emitting illumination light are shared. As a result, it is possible to effectively suppress the complexity of the circuit and the increase in the number of elements used as in the case where these elements are provided separately.
[0062]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical circuit for a lighting device according to Embodiment 2 of the present invention.
[0063]
The lighting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention has a configuration that is common to the lighting apparatus according to Embodiment 1. In the following, components having the same functions as those of the lighting apparatus according to Embodiment 1 are given the same reference numerals as those in FIG. 1 and description thereof is omitted.
[0064]
A resistance element 21 is connected to the source terminal of the first FET 9. In addition, a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 22 is connected to the resistance element 21.
[0065]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the microcomputer 22 in FIG.
[0066]
The microcomputer 22 includes an I / O port (Input / Output port: input / output port) 31, a CPU (Central Processing Unit) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, and a ROM (Read Access Memory). An only memory (read only memory) 34, a timer 35, and a system bus 36 for connecting them are provided.
[0067]
The I / O port 31 is connected to the source terminal of the first FET 9 described above and the resistance element 16. The resistance element 16 is connected to the base terminal of the PNP transistor 8.
[0068]
The ROM 34 stores a control program 37.
[0069]
FIG. 4 is a flowchart showing the control program 37. Hereinafter, the operation of the lighting apparatus according to the second embodiment will be described with reference to a flowchart.
[0070]
When a power supply (not shown) is turned on, the CPU 32 starts operating in the microcomputer 22. The CPU 32 reads the control program 37 from the ROM 34. The read control program 37 is stored in the RAM 33.
[0071]
The CPU 32 controls the output of the I / O port 31 to which the resistance element 16 is connected to a high level (ST1). Hereinafter, the signal output from the I / O port 31 is referred to as a switching signal. Thereby, the PNP transistor 8 is turned off. A sum voltage of the voltage generated in the light emitting diode 1 and the voltage generated in the resistance element 5 is input to the gate terminal of the first FET 9. A voltage corresponding to the amount of light incident on the light emitting diode 1 is generated in the resistance element 21. A voltage obtained by subtracting the voltage generated in the resistance element 21 from the power supply voltage is input to the I / O port 31.
[0072]
Next, the CPU 32 performs photometric input processing (ST2). Specifically, the input level of the I / O port 31 to which the resistance element 21 is connected is read. This input level is compared with the set value (ST3). This set value is stored in the ROM 34. When the input value is not larger than the set value, that is, when the amount of received light is large, the switching signal is maintained at a high level (ST4). When the switching signal is maintained (controlled) at a high level, the PNP transistor 8 maintains an off state, and the light emitting diode 1 does not emit light and functions as a light receiving element as it is.
[0073]
When the input value is larger than the set value (when “Y” in ST3), that is, when the amount of received light is small, the CPU 32 controls the switching signal to a low level (ST5). When the switching signal is controlled to a low level, the PNP transistor 8 is turned on. The anode of the light emitting diode 1 is connected to the power supply line 6, and the light emitting diode 1 emits light.
[0074]
After controlling the switching signal in this way, the CPU 32 sets a timer value in the timer 35 (ST6) and starts the timer 35 (ST7). The timer 35 starts counting up the timer value. After starting the timer, the CPU 32 periodically reads the count value of the timer 35 and determines whether the count value of the timer 35 has been counted up to the set value (ST8). Note that these count values and setting values are stored in the ROM 34.
[0075]
When the timer 35 counts up to the set value, the CPU 32 repeats the processing from steps ST1 to ST7.
[0076]
As described above, in the illumination device according to the second embodiment, the CPU 32 periodically detects the received light amount level of the light emitting diode 1 according to the set value of the timer 35. When the surroundings become dark, the light emitting diode 1 is turned on. When the surroundings become bright, the light emitting diode 1 is turned off. Thus, it can be used as a lighting device that automatically turns on when the surroundings become dark and automatically turns off when the surroundings become bright. Note that the brightness at which the light emitting diode 1 starts to light can be adjusted by changing the value of the setting value stored in the ROM 34.
[0077]
In addition, the light emitting diode 1 is switched between the on state and the off state, the light emitting diode 1 in the off state is caused to function as a light receiving element, and the lighting or extinguishing of the light emitting diode 1 is controlled based on the voltage generated by the light emitting diode 1. ing. Therefore, a light receiving element and a light receiving circuit for detecting ambient brightness and a light emitting element and a light emitting circuit for emitting illumination light are shared. As a result, it is possible to effectively suppress the complexity of the circuit and the increase in the number of used elements as in the case where these circuits are provided separately.
[0078]
The steps from the start of ambient brightness detection using the light emitting diode 1 until the light emitting diode 1 is turned on or off are composed of four steps ST1, ST2, ST3, ST4 (ST5). At the time of lighting, the light emitting diode 1 is turned off only for the period of these four steps. Therefore, it appears to be continuously lit to human eyes. Therefore, it can be used as a lighting device.
[0079]
Further, the one time period during which the light emitting diode 1 is turned on is determined by the set value set in the timer 35. Therefore, by increasing this set value, it is possible to lengthen the one light emission period of the light emitting diode 1 and to make a substantially continuous lighting state.
[0080]
Each of the above embodiments is a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications and changes can be made.
[0081]
In the first embodiment described above, the light emitting diode 1 switches between lighting and extinguishing at 100 Hz during lighting. By repeating the lighting state at a high speed in this way, it seems to be continuously lit to human eyes. This phenomenon is generally called an afterimage phenomenon. In addition, for example, a clock signal of 30 Hz or more may be input to the two-input switch. If the repetition frequency of lighting and extinguishing is 30 Hz or more, it will appear to be continuously lit by human eyes. Therefore, if the frequency of the clock signal output from the oscillation circuit 14 is set to 30 Hz or higher, the lighting device can be sufficiently used.
[0082]
In each embodiment described above, a pair of resistance elements 5 and 7 as a bias circuit is connected to the cathode connection point 3, and a PNP transistor 8 as a control transistor is connected to the anode connection point 2. In addition, for example, a control transistor may be connected to the cathode connection point 3 and a bias circuit may be connected to the anode connection point 2. However, in the case of this modification, when the light emitting diode 1 is to be switched between the on state and the off state with only the control transistor, the NPN transistor is used and the NPN transistor is connected to the cathode of the light emitting diode 1. It is necessary to connect between the connection point 3 and the ground line 4.
[0083]
In each of the above-described embodiments, the light-emitting diode 1 is turned on based on the ambient brightness information obtained when the light-emitting diode 1 is switched between the light-emitting element and the light-receiving element and the light-emitting diode 1 functions as the light-receiving element. Is controlling. Examples of devices that can use lighting devices that illuminate objects with such light include table lamps, indoor lights, outdoor lights, street lights, road signs, flashlights, and headlamps for bicycles, automobiles, railway vehicles, etc. Is mentioned. And it is preferable to utilize the light emitting diode which light-emits white for such a lighting fixture of visible light.
[0084]
In each of the embodiments described above, the light emitting diode is used as a light receiving element for detecting ambient brightness. In addition to this, as a light-receiving element that detects ambient brightness, for example, a solar battery can be used. By using this solar cell as a light receiving element, the battery can be charged while detecting ambient brightness.
[0085]
In particular, based on the detected brightness, the battery can be controlled to be disconnected from the solar cell when it becomes dark, and connected to the solar cell when it becomes bright. With this control, it is possible to prevent the stored charge of the battery from flowing through the solar cell that is not generating power without providing a backflow prevention diode between the battery and the solar cell. As a result, the structure as the charging device can be simplified and the charging efficiency of the battery can be improved.
[0086]
In the above embodiment, when the light emitting diode 1 is caused to emit light, it is used for illumination. However, when the light emitting diode 1 is caused to emit light, it may be used for display. That is, a character, a figure, etc. may be formed with the some light emitting diode 1, and a character, a figure, etc. may be displayed when the week becomes dark. Further, the control of the microcomputer 22 may be reversed. That is, the light emission amount of the light emitting diode 1 may be decreased when the surroundings become dark, and the light emission amount of the light emitting diodes 1 may be increased to increase the luminance when the surroundings become bright. This is suitable for signals.
[0087]
【The invention's effect】
In the present invention, it is possible to automatically switch on and off according to the ambient brightness while effectively suppressing the complexity of the circuit and the increase in the number of elements used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electric circuit for a lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electric circuit for a lighting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a microcomputer in FIG. 2;
4 is a flowchart showing a control program stored in a ROM in FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Light emitting diode
5 Resistance elements (part of bias circuit)
7 Resistance element (part of bias circuit)
8 PNP transistor (control transistor, light emitting circuit)
9 First field effect transistor (amplification field effect transistor, light receiving circuit)
10 Variable resistance element (resistance element)
12 Two-input switch
13 Capacitor
14 Oscillator circuit
15 Second field effect transistor (field effect transistor for inversion, part of inversion circuit)
16 Resistance element (part of inverting circuit)
17 Resistance element (part of inverting circuit)
18 Resistance element (Resistance element for discharge)
21 Resistance element
22 Microcomputer
35 timer

Claims

A light emitting diode;
A bias circuit for applying a bias voltage to one end of the light emitting diode;
A control transistor having a collector terminal connected to the other end of the light emitting diode;
An inversion field effect transistor is connected to the base terminal of the control transistor, and a high level and a low level of a signal input to the gate terminal of the inversion field effect transistor are reversed and output to the base terminal. An inverting circuit;
An amplifying field effect transistor in which the other end of the light emitting diode is connected to a gate terminal;
A resistance element connected to a source terminal or a drain terminal of the amplifying field effect transistor;
A capacitor,
A two-input switch for switching the connection destination of the capacitor between the resistance element and the gate terminal of the inversion field effect transistor;
An oscillation circuit that outputs a clock signal to a two-input switch,
A lighting device, wherein the connection destination of the capacitor is periodically switched based on the clock signal.

The lighting device according to claim 1, wherein the oscillation circuit outputs a clock signal of 30 Hz or more.

The lighting device according to claim 1, wherein the resistance element is a variable resistance element capable of varying a resistance value.

The lighting device according to claim 1, wherein a discharge resistance element is connected to a gate terminal of the inversion field effect transistor.

A light emitting diode;
A bias circuit for applying a bias voltage to one end of the light emitting diode;
A control transistor having a collector terminal connected to the other end of the light emitting diode;
An amplifying field effect transistor in which the other end of the light emitting diode is connected to a gate terminal;
A resistance element connected to a source terminal or a drain terminal of the amplifying field effect transistor;
A microcomputer to which the resistance element and the control transistor are connected, and
The microcomputer controls the control transistor to be in an on state when the potential of the resistance element is higher than a set value.

6. The microcomputer includes a timer, and when a predetermined value is counted by the timer, the potential of the resistance element is compared with a set value to control the state of the control transistor. The lighting device described.