JP5404843B2

JP5404843B2 - 照明回路及びそれを備える照明装置

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Publication number: JP5404843B2
Application number: JP2012090733A
Authority: JP
Inventors: 余宗麟
Original assignee: 隆達電子股フン有限公司
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: CN103196113A; US20130176718A1; DE102012103274A1; JP2013143372A; TW201330684A

Description

本発明は、照明装置に関し、特に長尺状の照明回路及びそれを備える照明装置に関するものである。

発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は固体発光素子（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｌｕｍｉｎｏｕｓｅｌｅｍｅｎｔ）であり、Ｐ型の半導体材料とＮ型の半導体材料からなり、紫外線、可視光及び赤外線のエリアにある自己照射（ｓｅｌｆ−ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）効果を生成することができる。ＬＥＤは省エネ、長寿命、高輝度などのメリットを有するため、ここ数年、環境にやさしく、省エネ、二酸化炭素排出量の削減の呼び声がますます高まる中で、ＬＥＤの応用が幅広く利用されている。例えば、交通信号・標識、街灯、懐中電灯、液晶ディスプレイーのバックライトモジュール又はＬＥＤ電球などの様々な照明装置に適用される。

一般的に、発光ダイオードランプは、発光ダイオード電球と長尺状の発光ダイオードチューブを備える。長尺状の発光ダイオードチューブは従来の蛍光灯管に取って代わるためのものであり、従来のランプベースに配置される。発光ダイオードチューブは、回路基板と複数の発光ダイオード素子を備える。回路基板には電源配線と接地配線を備える。発光ダイオード素子は電源配線と接地配線との間に並列に電気的に接続される。発光ダイオード素子は直流電源で駆動される。発光ダイオード素子の輝度は当該発光ダイオード素子に流れる電流量に関連し、電流が大きければ大きいほど、その輝度が高くなる。

長尺状の発光ダイオードチューブの長さが比較的に長いため、電源配線のインピーダンスは発光ダイオードに流れる電流量に関連する。発光ダイオード素子の配置位置が電源端から離れれば離れるほど、電源配線のインピーダンスが大きくなるため、発光ダイオード素子に流れる電流量を低減させることで発光ダイオード素子の輝度を低減させる。そこで、長尺状の発光ダイオードチューブは、電源配線のインピーダンスによる輝度不均一の問題点が存在する。

本発明の目的は、照明装置の照明均一性を改善することで照明装置に均一な光線を照射させることができる照明回路を提供することにある。

本発明の他の目的は、発光効率に応じて発光ダイオードの位置を決めることで照明均一性を奏することができる照明装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明に係る照明回路は、第１の配線と、第２の配線と、Ｎ個の発光回路と、を含む。第１の配線と第２の配線は、電源供給手段の正極と負極にそれぞれ電気的に接続される。発光回路は、電源供給手段に近い箇所から第１の配線と第２の配線との間に順に並列される。各発光回路は、それぞれ発光素子を備える。第ｊ個の発光回路における発光素子の発光効率は、第ｉ個の発光回路における発光素子の発光効率よりも大きい。また、１≦ｉ＜ｊ≦Ｎ、そのうち、ｉ、ｊ、Ｎは自然数であり、Ｎは≧２である。

上述の目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、基板と照明回路を含む。基板には照明回路が配置される。照明回路は、第１の配線と、第２の配線と、Ｎ個の発光回路と、を含む。第１の配線と第２の配線は、電源供給手段の正極と負極にそれぞれ電気的に接続される。発光回路は、電源供給手段に近い箇所から第１の配線と第２の配線との間に順に並列される。各発光回路はそれぞれ発光素子を備える。第ｊ個の発光回路における発光素子の発光効率は、第ｉ個の発光回路における発光素子の発光効率よりも大きい。また、１≦ｉ＜ｊ≦Ｎ、そのうち、ｉ、ｊ、Ｎは自然数であり、Ｎは≧２である。

本発明に係る照明回路及び照明装置において、発光素子は固体半導体発光素子であることが好ましい。また、実施例において、発光素子は発光ダイオードである。また、実施例において、各発光回路は電流制限素子をそれぞれ含む。電流制限素子と発光回路における発光素子は、第１の配線と第２の配線との間で、直列に電気的に接続されることによって発光回路の発光効率を調整する。実施例において、電流制限素子は抵抗器である。

二つの配線の間に並列に電気的に接続される直列接続型の発光装置は、配線の長さが長ければ長いほど、抵抗が大きくなると共に、電源供給手段から離れれば離れるほど、発光素子や発光回路に流れる電流量が小さくなる。本発明は、電源供給手段から離れれば離れるほどの位置に高発光効率の発光素子や発光回路が配置されることによって、この類型の発光装置の照明均一性を改善でき、ユーザーの目にもっと優しくなる。

本発明の第１の実施例に係る照明装置の模式図を示すものである。本発明の第１の実施例に係る照明装置の模式図を示すものである。本発明の第１の実施例に係る照明回路１０２の回路図を示すものである。本発明の第２の実施例に係る照明回路１０２の回路図を示すものである。本発明の第３の実施例に係る照明回路１０２の回路図を示すものである。

（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例に係る照明装置の模式図を示す。図１に示すように、照明装置は基板１０１と照明回路１０２を含む。一般的に、従来技術の照明装置は蛍光灯である。一方、本実施例は外見が直列接続型の発光回路のように見える照明装置を提供する。図２は、本発明の第１の実施例に係る照明装置の模式図を示す。図１と図２の相違点としては、図２に示す照明装置が屈折可能な照明装置であることにある。

図３は、本発明の第１の実施例に係る照明回路１０２の回路図を示す。図３に示すように、照明回路１０２は、第１の配線３０１と、第２の配線３０２と、複数の発光回路３０３−１〜３０３−Ｎと、を含む。また、図３に示すように、電源供給手段（例えば、パワーサプライなど）３０４は、その正極が第１の配線３０１の左側端部に電気的に接続され、その負極が第２の配線３０２の左側端部に電気的に接続される。発光回路３０３−１〜３０３−Ｎは、発光素子を備え、第１の配線３０１と第２の配線３０２との間に順に並列される。

また、発光回路３０３−１〜３０３−Ｎにおいて、第１の配線３０１と第２の配線３０２の左側端部から離れれば離れるほど（例えば、発光回路３０３−Ｎ）、発光効率がよくなる。発光効率の単位はルーメン（Ｌｕｍｅｎ）／ワット（Ｗａｔｔ）（ｌｍ／Ｗ）である。理想的には第１の配線３０１と第２の配線３０２の抵抗値が無視されてもよいものの、実際には第１の配線３０１と第２の配線３０２の線路抵抗（ｌｉｎｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は発光回路３０３−１〜３０３−Ｎに輝度不均一の現象が起こる。言い換えれば、発光回路３０３−２〜３０３−Ｎは配置位置が比較的に遠いため、その分の回路抵抗も大きくなる。そこで、従来技術の場合、配置位置が比較的に遠い発光回路３０３−２〜３０３−Ｎは、配置位置が遠ければ遠いほど、輝度が低くなる。これに対し、本発明の第１の実施例において、発光回路は第１の配線３０１と第２の配線３０２の左側から離れれば離れるほど（例えば発光回路３０３−Ｎ）、その発光効率がよくなる。そこで、本実施例に係る照明装置全体の照明均一性は大幅に向上できる。

（第２の実施例）
図４は、本発明の第２の実施例に係る照明回路１０２の回路図を示す。図４に示すように、照明回路１０２は、第１の配線４０１と、第２の配線４０２と、複数の発光回路４０３−１〜４０３−Ｎと、を含む。また、図４に示すように、電源供給手段（例えば、パワーサプライなど）４０４は、その正極が第１の配線４０１の左側端部に電気的に接続され、その負極が第２の配線４０２の左側端部に電気的に接続される。発光回路４０３−１〜４０３−Ｎは、第１の配線４０１と第２の配線４０２との間に順に並列される。本実施例において、発光回路４０３−１〜４０３−Ｎは、抵抗器ＲＳＴと第１の発光ダイオードＬＤ１（発光素子）を含む。また、本実施例において、発光回路４０３−２における抵抗器ＲＳＴの抵抗値は発光回路４０３−１における抵抗器ＲＳＴの抵抗値よりも小さく、発光回路４０３−３における抵抗器ＲＳＴの抵抗値は発光回路４０３−２における抵抗器ＲＳＴの抵抗値よりも小さい。他の発光回路はこのように類推できる。
なお、抵抗器ＲＳＴと発光ダイオードＬＤ１とは、第１の配線４０１と第２の配線４０２との間で、互いに直列に、電気的に接続されている。

本実施例において、発光ダイオードＬＤ１を発光素子とする。発光ダイオードＬＤ１の発光輝度は、電流の大きさに基づくものである。そこで、各発光回路４０３−１〜４０３−Ｎにおける抵抗器ＲＳＴの抵抗値を適当に変更すれば、各発光回路４０３−１〜４０３−Ｎの発光効率を調整することができる。また、第２の実施例においても、発光回路は、第１の配線４０１と第２の配線４０２の左側から離れれば離れるほど（例えば発光回路４０３−Ｎ）、その発光効率がよくなる。そこで、本実施例に係る照明装置全体の照明均一性は大幅に向上できる。

また、抵抗器ＲＳＴは、発光ダイオードＬＤ１に流れる電流を低減させることによって電流保護の効果を奏するための電流制限機能を有する（電流制限素子）。

また、各発光回路４０３−１〜４０３−Ｎの発光効率は、異なる発光効率を有する発光ダイオードＬＤ１を配置することで実現してもよい。発光回路が電源供給手段４０４に近ければ近いほど（例えば発光回路４０３−１）、低発光効率の発光ダイオードを採用する。一方、発光回路が電源供給手段４０４から離れれば離れるほど（例えば発光回路４０３−Ｎ）、高発光効率の発光ダイオードを採用する。また、上述の配置方法と抵抗器ＲＳＴを調整する方法は単独使用でも併用使用でも何れも本実施例の発光回路４０３−１〜４０３−Ｎを実現することができる。言い換えれば、発光回路４０３−１〜４０３−Ｎにおける抵抗器ＲＳＴの抵抗値は同じでも違っても構わない。

（第３の実施例）
図５は、本発明の第３の実施例に係る照明回路１０２の回路図を示す。図５に示すように、照明回路１０２は、第１の配線５０１と、第２の配線５０２と、複数の発光回路５０３−１〜５０３−Ｎと、を含む。また、図５に示すように、電源供給手段（例えば、パワーサプライなど）５０４は、その正極が第１の配線５０１の左側端部に電気的に接続され、その負極が第２の配線５０２の左側端部に電気的に接続される。発光回路５０３−１〜５０３−Ｎは、第１の配線５０１と第２の配線５０２との間に順に並列される。本実施例において、発光回路５０３−１〜５０３−Ｎは、抵抗器ＲＳＴ、第１の発光ダイオードＬＤ１及び第２の発光ダイオードＬＤ２で実現される。

また、本実施例において、発光回路５０３−２における抵抗器ＲＳＴの抵抗値は発光回路５０３−１における抵抗器ＲＳＴの抵抗値よりも小さく、発光回路５０３−３における抵抗器ＲＳＴの抵抗値は発光回路５０３−２における抵抗器ＲＳＴの抵抗値よりも小さい。他の発光回路はこのように類推できる。本実施例において、第１の発光ダイオードＬＤ１及び第２の発光ダイオードＬＤ２を発光素子とする。発光ダイオードＬＤ１、ＬＤ２の発光輝度は、電流の大きさに基づくものである。そこで、各発光回路５０３−１〜５０３−Ｎにおける抵抗器ＲＳＴの抵抗値を適当に変更すれば、各発光回路５０３−１〜５０３−Ｎの発光効率を調整することができる。また、第３の実施例においても、発光回路は、第１の配線５０１と第２の配線５０２の左側から離れれば離れるほど（例えば発光回路５０３−Ｎ）、その発光効率がよくなる。そこで、本実施例に係る照明装置全体の照明均一性は大幅に向上できる。また、第３の実施例において、複数の発光ダイオードＬＤ１、ＬＤ２を直列することによって発光回路を焼損することを防ぐことができる。

上述したように、二つの配線の間に並列に電気的に接続される直列接続型の発光装置は、配線の長さが長ければ長いほど、抵抗が大きくなると共に、電源供給手段から離れれば離れるほど、発光素子や発光回路に流れる電流量が小さくなる。本発明は、電源供給手段から離れれば離れるほどの発光回路において、発光効率の高い発光素子を使用することによって、光線をより均一化させる。また、本発明は、例えば長尺状のチューブなどの長尺状のランプや照明装置に適用することによって、その照明均一性を大幅に改善することができる。

上述した実施例は、本発明の好ましい実施態様に過ぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面内容に基づいてなされた均等な変更および付加は、いずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。

本発明は、照明均一性を向上するように長尺状の発光ダイオード照明装置に適用することができる。

１０１基板
１０２照明回路
３０１、４０１、５０１第１の配線
３０２、４０２、５０２第２の配線
３０３−１〜３０３−Ｎ、４０３−１〜４０３−Ｎ発光回路
５０３−１〜５０３−Ｎ発光回路
３０４、４０４、５０４電源供給手段
ＲＳＴ抵抗器
ＬＤ１第１の発光ダイオード
ＬＤ２第２の発光ダイオード

Claims

電源供給手段の正極と負極にそれぞれ電気的に接続される第１の配線及び第２の配線と、
前記電源供給手段に近い箇所から前記第１の配線と前記第２の配線との間に順に並列されるＮ個の発光回路と、
を含み、
前記各発光回路はそれぞれ発光素子を備え、
第ｊ個の前記発光回路における前記発光素子の発光効率は、第ｉ個の前記発光回路における前記発光素子の発光効率よりも大きい（１≦ｉ＜ｊ≦Ｎの関係を満たし、ｉ、ｊ、Ｎは自然数であり、Ｎは≧２である）ことを特徴とする照明回路。
前記各発光回路は電流制限素子を更に含み、
前記電流制限素子と前記発光回路における前記発光素子とは、前記第１の配線と前記第２の配線との間で、直列に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の照明回路。
前記電流制限素子は、抵抗器であることを特徴とする請求項２に記載の照明回路。
前記発光素子は、固体半導体発光素子であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の照明回路。
前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の照明回路。
照明回路が配置される基板を含み、
前記照明回路は、
電源供給手段の正極と負極にそれぞれ電気的に接続される第１の配線及び第２の配線と、
前記電源供給手段に近い箇所から前記第１の配線と前記第２の配線との間に順に並列されるＮ個の発光回路と、
を含み、
前記各発光回路はそれぞれ発光素子を備え、
第ｊ個の前記発光回路における前記発光素子の発光効率は、第ｉ個の前記発光回路における前記発光素子の発光効率よりも大きい（１≦ｉ＜ｊ≦Ｎの関係を満足し、ｉ、ｊ、Ｎは自然数であり、Ｎは≧２である）ことを特徴とする照明装置。
前記各発光回路は電流制限素子を更に含み、
前記電流制限素子と前記発光回路における前記発光素子とは、前記第１の配線と前記第２の配線との間で、直列に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
前記電流制限素子は、抵抗器であることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
前記発光素子は、固体半導体発光素子であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の照明装置。
前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の照明装置。