JP5152970B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、面状発光モジュール点灯回路及び照明装置に関し、特に、回路の出力電圧定格を下げるとともに、点灯開始から定常点灯に至るまでの間のランプの明るさをそろえることができる面状発光モジュール点灯回路及び照明装置に関する。

図１０は、従来の有機エレクトロルミネッセンス（エレクトロルミネセンス）ランプの点灯回路の例を示す。従来の点灯回路は、直流電源１１をランプ電流制御回路１８によって有機エレクトロルミネッセンスランプ１５に供給する。抵抗R1（１４）によって、電圧値として検出されるランプ電流Ilaと、ランプに定格電流を供給するようあらかじめ設定されるIla基準値１７とが等しくなるように、これらの比較結果に基づいてスイッチTr1（１２）が制御される。

このときのランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vlaは図１１のようになる。図１１は、点灯開始時０から時間ｔ１までの過渡時およびそれ以降の定常時におけるランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vlaの変化を示したものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１２２９８１号公報

図１１に示すように、有機エレクトロルミネッセンスランプは点灯開始時の温度が低い時にはインピーダンスが高く、定格点灯時と同様のランプ電流Ilaを印加すると、定格点灯時に比べて、ランプ電圧Vlaが高くなってしまう。点灯を開始して、ランプ（モジュール）温度が上がってくるにつれ、インピーダンスが低くなり、ランプ電圧Vlaは下がってくる。そのため、定格点灯時のランプ電流Ilaを点灯開始直後から供給するためには、定格点灯時よりも高い電圧を供給する能力が点灯回路には求められる。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであって、点灯開始からランプの温度が上昇し、負荷に供給すべき電圧が下がってくるまでの間、ランプ電流を制限することによって、回路の電圧供給能力を下げることができる面状発光モジュール点灯回路及び照明装置を提供することを目的とする。

また、ランプ電流を制限する点灯回路とランプを複数有する照明装置において、点灯開始から定常点灯に至るまでの間のそれぞれのランプの明るさをそろえることができる面状発光モジュール点灯回路及び照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、有機エレクトロルミネセンス層とこれをはさむ電極によって構成される負荷としての複数のランプと、前記複数のランプの各々に電流を印加して有機エレクトロルミネッセンス層を発光させる複数の面状発光モジュール点灯回路と、を有する照明装置であって、前記複数の面状発光モジュール点灯回路の各々は、前記ランプの点灯開始時の電流を、点灯開始から所定の期間経過後の定常点灯時の電流に比べて小さくするように制御するランプ電流制御回路を有し、各ランプ電流制御回路は、対応するランプのランプ電圧値を検出し、複数のランプ各々のランプ電圧値のうち、最大のランプ電圧値に対応して、総ての面状発光モジュール点灯回路に共通なランプ電流の基準値を設定することにより、前記ランプ電流制御回路は、ランプ電流の時間変化を、ランプの点灯開始から定常点灯までの期間がもっとも長くなるランプにあわせて制御し、ランプ電流の時間変化が前記複数の面状発光モジュール点灯回路間で等しくなるように制御することを特徴とする。

上記構成によれば、ランプの点灯開始時の電流を、点灯開始から所定の期間たった定常点灯時の電流に比べて小さくすることにより、過渡時（点灯開始から定常点灯に至るまで）のランプ電圧を上げることなく、回路の出力電圧定格を下げることが可能となる。
また、上記構成によれば、ランプ電流の時間変化を複数の面状発光モジュール点灯回路間で同じになるように制御することにより、点灯開始から定常点灯に至るまでの間のそれぞれのランプの明るさをそろえることができる。
また、上記構成によれば、ランプ電流の時間変化を、ランプの点灯開始から定常点灯までの期間がもっとも長くなるランプにあわせて制御するので、点灯開始から定常点灯に至るまでの間のそれぞれのランプの明るさをそろえることができる。

以上説明したように、本発明にかかる面状発光モジュール点灯回路及び照明装置によれば、ランプの点灯開始時の電流を、点灯開始から所定の期間たった定常点灯時の電流に比べて小さくするので、過渡時（点灯開始から定常点灯に至るまで）のランプ電圧を上げることなく回路の出力電圧定格を下げることが可能となり、面状発光モジュール点灯回路及び照明装置の低コスト化および小型化を図ることができる。

また、ランプ電流の時間変化を複数の面状発光モジュール点灯回路間で同じになるように制御することにより、点灯開始から定常点灯に至るまでの間のそれぞれのランプの明るさをそろえることができる。

まず、本発明の実施形態にかかる面状発光モジュール点灯回路の動作の概略について説明する。有機エレクトロルミネッセンスランプは点灯開始時の温度が低い時にはインピーダンスが高く、定格点灯時と同様のランプ電流を印加すると、定格点灯時に比べてランプ電圧が高くなってしまう。点灯を開始して、ランプの温度が上がってくるにつれインピーダンスが低くなり、ランプ電圧は下がってくる。そのため、定格点灯時のランプ電流を点灯開始直後から供給するためには、定格点灯時よりも高い電圧を供給する能力が点灯回路には求められる。

本発明では、点灯開始からランプの温度が上昇し、負荷に供給すべき電圧が下がってくるまでの間、ランプ電流を制限することによって、回路の電圧供給能力を下げることができるようにするものである。これにより点灯回路の定格低減、低コスト化、小型化を図ることができる。

図１は、本発明の実施例１にかかる面状発光モジュール点灯回路の構成を示す。本実施例の面状発光モジュール点灯回路は、直流電源２１と、スイッチング・トタンジスタ（Tr1）２２と、コンデンサ（C）２３と、電流検出抵抗（R1）２４と、有機エレクトロルミネッセンスランプ２５と、電圧検出抵抗（R2）２９と、コンパレータ２６と、ランプ電流のIla基準値２７とを有する。

本実施例では、有機エレクトロルミネッセンスランプ２５にかかるランプ電圧VlaをVla検出回路（抵抗R2：２９）によって検出し、ランプ電圧Vlaの検出値に基づいてIla基準値２７を図２のように設定する。図２は、ランプ電圧Vlaに対するIla基準値の設定例を示すものである。

同図に示すように、ランプ電圧Vlaが所定のしきい値電圧Vla1より小さい範囲で、Ila基準値２７をランプ電流Ila1に設定し、ランプ電圧Vlaが所定のしきい値電圧Vla1以上の範囲で、Ila基準値２７をランプ電流Ila2（Ila1＞Ila2）に設定する。

ランプ電圧Vlaの検出値に基づいてIla基準値２７を図２のように設定することにより、ランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vlaは図３のように変化する。従来例（図１１参照）に比べて、過渡時（時間０から時間ｔ２）のランプ電流IlaがΔＩだけ小さいため、ランプ電圧VlaもΔＶだけ低くなる。

次に、図１を参照して本実施例にかかる面状発光モジュール点灯回路の動作について説明する。コンパレータ２６は、抵抗Ｒ１（２４）で電圧値として検出されるランプ電流値Ilaと、有機エレクトロルミネッセンスランプ２５にかかるランプ電圧Vlaに基づいて設定されるIla基準値２７とが等しくなるよう、これらの比較結果に基づいてスイッチングTr1（２２）を制御する（従来例では、ランプ電圧Vlaの検出は行っていない）。

本実施例では、図２に示すようにランプ電圧Vlaの検出値に基づいてIla基準値２７を設定するので、過渡時（図３における点灯時０から時間ｔ２まで）のランプ電流Ilaを定常点灯時（時間ｔ２以降）よりΔＩだけ下げることができる。従って、ランプ電圧Vlaが上がらず（従来例よりΔＶだけ低い）、回路の出力電圧（電力）定格を下げることができる。

図４は、本発明の実施例２にかかる面状発光モジュール点灯回路における制御回路を示す。本実施例の制御回路は、ランプ電流IlaのIla基準値３３と、検出したランプ電流IlaとIla基準値３３を比較するコンパレータ３２と、ランプ電圧VlaのVla上限値３５と、検出したランプ電圧VlaとVla上限値３５を比較するコンパレータ３４と、コンパレータ３２とコンパレータ３４の出力に論理積演算を行う論理回路３１とを有する。

そして、ランプ電流IlaとIla基準値３３を等しくするよう動作するコンパレータ３２の出力と、ランプ電圧VlaがVla上限値３５を超えないよう動作するコンパレータ３４の出力の論理積に基づいてスイッチ素子Tr２２（図１参照）を制御する。

このように本実施例では、Vla上限値３５と検出したランプ電圧Vlaの比較結果（コンパレータ３４の出力）と、Ila基準値３３と検出したランプ電流Ilaの比較結果（コンパレータ３２の出力）の論理積（論理回路３１の出力）をとって、トランジスタ（Tr1）２２を制御することにより、ランプ電圧VlaがVla上限値３５を超えない範囲でランプ電流Ilaを制御することが可能となる。

このときのランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vlaは図５のようになる。すなわち点灯時０から時間ｔ３までの過渡状態において、ランプ電圧VlaがVla上限値３５に制限されるために、過渡時のランプ電流Ilaを定常点灯時より小さくすることができる。また、ランプ電圧Vlaが所定の電圧を超えない範囲のランプ電流Ilaとすることにより、過渡時のランプ電流Ilaを定常点灯時より小さくすることができる効果に加えて、実施例１の場合より早く定常点灯させることができる。

次に、本発明の実施例３にかかる面状発光モジュール点灯回路を説明する。本実施例は、図１に示した実施例１と同様の構成で、検出したランプ電圧Vlaに対するランプ電流IlaのIla基準値を図６に示すように設定するものである。すなわち、ランプ電圧Vlaとランプ電流Ilaの積が一定となるようにIla基準値を設定する。

このようにIla基準値を設定することにより、定格時あるいは、定められた基準値Vla1以上のランプ電圧Vlaの範囲では、ランプ電力Wlaを一定の範囲とすることができる。このときのランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vla、ランプ電力Wlaは図９のようになる。図９は、過渡時（時間０から時間ｔ５）および定常時（時間ｔ５以降）のランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vla、ランプ電力Wlaの変化を示したものである。

このように本実施例では、ランプ電圧Vlaの検出値とランプ電流Ilaの検出値の掛算結果に基づいてランプ電流IlaのIla基準値を設定するので、ランプ電力Wlaが所定の電力を超えない範囲のランプ電流Ilaとすることができ、過渡時のランプ電流Ilaを定常点灯時より小さくすることができる効果に加えて、実施例１の場合より早く定常点灯させることができる。

次に、本発明の実施例４にかかる面状発光モジュール点灯回路を説明する。複数のランプを複数の点灯回路で点灯する際に、それぞれの点灯装置が独立してこれまでの実施例にある制御を行っていると、それぞれのランプの温度変化の違いや特性の違いによって、ランプ電流の変化が一定でなくなるために、明るさにムラが生じてしまう。そこで、本実施例では、ランプ電流の時間変化を一つに限定し、すべての点灯装置がこれに基づいてランプ電流を供給することで複数のランプの明るさをそろえる。

例えば、３つのランプを点灯制御する場合に、図７(a)に示す時間変化でランプ電流Ilaを供給する。すなわち、３つのランプに対するランプ電流Ilaの時間変化を図７(a)に示す時間変化に限定する。この場合、ランプ１〜３のランプ電圧Vlaを表わす同図(b)〜(d)に示すように、それぞれのランプは設置環境や特性の違いから異なるランプ電圧Vlaの変化を示すが、ランプ電流Ilaが同じであるため、明るさは一定である。

すなわち本実施例では、複数のモジュールを点灯する場合、過渡時のランプ電流Ilaを定常点灯時より小さくすることに加えて、時間対ランプ電流の変化曲線を一定のものとする（ランプ電圧Vlaに依らない）。これにより、複数モジュールの過渡点灯時の光の立ち上がりをそろえることができる。

本実施例の構成は、図１に示した実施例１の構成と同様であり、Ila基準値２７を図７(a)のように時間に対して一定とする。ランプ１〜３は、例えば器具内設置環境の差などから温度上昇が異なるので、ランプ電圧Vlaの変化は異なってくるが、ランプ電流Ilaによって輝度が決まるので、時間経過に伴う明るさの変化はランプ電圧Vlaの変化によらず一定となる。

次に、本発明の実施例５にかかる面状発光モジュール点灯回路を説明する。本実施例では、複数のランプを点灯する際に、もっともランプ電圧Vlaの低下が遅いランプに合わせてランプ電流Ilaを供給する。

図８は、本実施例の面状発光モジュール点灯回路の構成を示す。本実施例の面状発光モジュール点灯回路は、直流電源４１と、スイッチング・トタンジスタ（Tr1）４２、（Tr2）５２および（Tr3）６２と、コンデンサ（C）４３，５３，６３と、電流検出抵抗（R1）４４，（R2）５４，（R3）６４と、有機エレクトロルミネッセンスランプ（エレクトロルミネッセンス1）４５，（エレクトロルミネッセンス2）５５，（エレクトロルミネッセンス3）６５と、コンパレータ４６，５６，６６と、ランプ電流IlaのIla基準値７１と、ランプ電圧Vlaの最大値選択７２とを有する。

図８に示す回路構成（例えば３つのランプ）で、それぞれのランプ電圧Vlaを検出し、ランプ電圧Vlaの最大値を選択（７２）し、Ila基準値７１を設定する。このときのランプ電圧Vla−Ila基準値は図２（実施例１）または図６（実施例３）と同様でよい。また、ランプ電圧Vlaの最大値を基準とし、実施例２（図４，５）と同様の制御によって、ランプ電圧Vlaが上限値を超えないよう制御することも可能である。

このように本実施例では、複数モジュールで点灯する場合に、最も過渡状態の長いモジュールのランプ電流Ila基準値の時間変化曲線で、すべてのモジュールにランプ電流Ilaを供給する。この場合、モジュール毎の回路動作は実施例１および実施例３と同様であり、ランプ電流Ilaの基準値は全モジュールで共通である。そして各モジュールのランプ電圧Vlaを検出し、その最大値に基づき図４または図５の曲線によってIla基準値を設定する。

有機エレクトロルミネッセンスランプは、ランプ電圧Vlaが高いとランプ電流が流れにくく、温度が低くなって過渡点灯状態が長くなるが、本実施例によれば、すべてのモジュールのIla基準値の変化がそろうので、明るさの変化をそろえることができる。

本発明は、面状発光モジュール点灯回路及び照明装置に関し、特に、回路の出力電圧定格を下げるとともに、点灯開始から定常点灯に至るまでの間のランプの明るさをそろえることができる面状発光モジュール点灯回路及び照明装置として利用可能である。

本発明の実施例１にかかる面状発光モジュール点灯回路の構成を示す図 本発明の実施例１にかかる面状発光モジュール点灯回路のランプ電圧Vlaに対するIla基準値の設定例を示す図 本発明の実施例１にかかる面状発光モジュール点灯回路のランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vlaの変化を示した図 本発明の実施例２にかかる面状発光モジュール点灯回路における制御回路を示す図 本発明の実施例２にかかる面状発光モジュール点灯回路のランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vlaの変化を示した図 本発明の実施例３にかかる面状発光モジュール点灯回路のランプ電圧Vlaに対するIla基準値の設定例を示す図 本発明の実施例４にかかる面状発光モジュール点灯回路のIla基準値、ランプ１〜３のランプ電圧Vlaの変化を示した図 本発明の実施例５にかかる面状発光モジュール点灯回路の構成を示す図 本発明の実施例３にかかる面状発光モジュール点灯回路のランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vla、ランプ電力Wlaの変化を示した図 従来の有機エレクトロルミネッセンス（エレクトロルミネセンス）ランプの点灯回路の例を示す図 従来の有機エレクトロルミネッセンスランプにおけるランプ電流Ila、ランプ（モジュール）温度、ランプ電圧Vlaの変化を示した図

符号の説明

１１，２１，４１ 直流電源
１２，２２，４２，５２，６２ スイッチング・トランジスタ
１３，２３，４３，５３，６３ コンデンサ
１４，２４，４４ 電流検出抵抗
１５，２５，４５，５５，６５ 有機エレクトロルミネッセンスランプ
１６，２６，３２，３４，４６，５６，６６ コンパレータ
１７，２７，３３，７１ Ila基準値
１８，２８ ランプ電流制御回路
２９ 電圧検出抵抗
３１ 論理回路
３５ Vla上限値
７２ 最大値選択

Claims (1)

1. 有機エレクトロルミネセンス層とこれをはさむ電極によって構成される負荷としての複数のランプと、
   前記複数のランプの各々に電流を印加して有機エレクトロルミネッセンス層を発光させる複数の面状発光モジュール点灯回路と、を有する照明装置であって、
   前記複数の面状発光モジュール点灯回路の各々は、前記ランプの点灯開始時の電流を、点灯開始から所定の期間経過後の定常点灯時の電流に比べて小さくするように制御するランプ電流制御回路を有し、
   各ランプ電流制御回路は、対応するランプのランプ電圧値を検出し、
   複数のランプ各々のランプ電圧値のうち、最大のランプ電圧値に対応して、総ての面状発光モジュール点灯回路に共通なランプ電流の基準値を設定することにより、前記ランプ電流制御回路は、ランプ電流の時間変化を、ランプの点灯開始から定常点灯までの期間がもっとも長くなるランプにあわせて制御し、
   ランプ電流の時間変化が前記複数の面状発光モジュール点灯回路間で等しくなるように制御することを特徴とする照明装置。

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