JP5858253B2 - 発光デバイスおよびその電流制御モジュール - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年４月２９日に出願された台湾出願第１０２２０７８６０号明細書の優先権を主張する。

本発明は、発光デバイスおよびその電流制御モジュールに関する。

発光デバイスの利用が、環境を装飾し、雰囲気を生成する目的でますます重要な役割を果たしている。単純な輝度調節機能を有する従来の発光デバイスでは、現在の市場の需要を満たすことができない。
例えば、複数の発光ダイオードからなる第一ＬＥＤ群と第二ＬＥＤ群を互いに逆接続することにより３端子ＬＥＤ回路を２端子ＬＥＤ回路とし、交流による正負の各半サイクルで第一ＬＥＤ群及び第二ＬＥＤ群に供給されるそれぞれの駆動電流を調整することで、給電線をさらに１本増やす工事を行うことなく、ＬＥＤ発光デバイスを含むＬＥＤ照明装置を取り付けることが、特許文献１に記載されている。
また、特許文献２には、アノードを共通端子とする３端子２色ＬＥＤを駆動する回路において、ＬＥＤのアノード側に逆流防止用ダイオードとＬＥＤの順電流を制限する為の抵抗を介して電源電圧に接続し、それらと並列接続となるようにスイッチ回路と順電流を制限するための抵抗を介して電源電圧を接続させることで、各々の順電流を別々に設定することが可能となることが記載されている。
しかし、これらの照明装置におけるＬＥＤの電流設定には多くの電気回路素子と比較的複雑な回路設計を必要とするため、より簡単な制御回路による色の調節が可能な発光デバイスの提供が望まれる。

特開２０１２−１４６６４６号公報 特開２００１−４５４０６号公報

したがって、本発明の目的は、色の調節が可能な光を放出できる発光デバイスを提供することである。

それに応じて、本発明の発光デバイスが、処理ユニット、調節ユニット、および複数の発光ユニットを含む。

処理ユニットは、制御信号を受け取り、かつ制御信号に関連する動作信号を出力するように構成される。調節ユニットは、動作信号を受け取るために、処理ユニットに電気的に接続され、基準入力を受け取るように配置され、動作信号に応答して、複数の調節された電流を出力するように構成される。調節された電流の大きさの合計が、基準入力に関連する値に実質的に等しい。

発光ユニットの各々が、調節された電流のうち１つをそれぞれ受け取るために、調節ユニットに電気的に接続され、発光ユニットの各々が受け取った、調節された電流に応答して光を放出するように構成される。発光ユニットは第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットを含む。第１の発光ユニットにより放出される光、および第２の発光ユニットにより放出される光は、異なる色温度を有する。

本発明の他の目的が、本発明の発光デバイスで使用するための電流制御モジュールを提供することである。

他の様態によれば、本発明の電流制御モジュールが、処理ユニットおよび調節ユニットを含む。

処理ユニットは、制御信号を受け取り、かつ制御信号に関連する動作信号を出力するように構成される。調節ユニットは、動作信号を受け取るために、処理ユニットに電気的に接続され、基準入力を受け取るように配置され、動作信号に応答して、複数の調節された電流を出力するように構成される。調節された電流の大きさの合計が、基準入力に関連する値に実質的に等しい。

本発明の他の特徴および利点が、添付図面を参照して、好ましい実施形態の以下の詳細な説明で明らかになるであろう。

発光デバイスおよびその電流制御モジュールを例示するための、本発明の好ましい一実施形態の構成図である。

図１を参照すると、電源２に電気的に接続された駆動ユニット３に電気的に接続され、かつ制御ユニット４、ならびに処理ユニット５および調節ユニット６を含む電流制御モジュール１０、ならびに第１の発光ユニット７、ならびに第２の発光ユニット８を含む、本発明の発光デバイス１の好ましい一実施形態が示されている。

駆動ユニット３は、電源２から電力を受け取り、駆動電流を発光デバイス１に出力する。

制御ユニット４は、制御ユニット４のユーザ動作に応答して制御信号を出力する。この好ましい実施形態では、制御ユニット４は単投スイッチであるが、これに限定されない。

処理ユニット５は、駆動ユニット３から駆動電流を受け取りって、動作電流を出力するために、駆動ユニット３に電気的に接続され、制御ユニット４から制御信号を受け取って、制御信号に関連する動作信号を出力するために、制御ユニット４に電気的に接続される。処理ユニット５は、制御ユニット４に電気的に接続されたカウンタ５１、ならびにカウンタ５１および調節ユニット６に電気的に接続されたコントローラ５２を含む。

処理ユニット５のカウンタ５１は、制御信号を受け取り、制御信号を受け取った回数をカウントするように、およびカウンタ５１が制御信号を最後に受け取って以来、所定の期間が経過した後に、カウンタ５１によりカウントされた回数をリセットするように、およびカウンタ５１がカウントした回数に従ってカウンタ信号を出力するように構成される。

処理ユニット５のコントローラ５２は、カウンタ５１からカウンタ信号を受け取り、カウンタ信号に関連する動作信号を出力する。

この好ましい実施形態では、処理ユニット５のコントローラ５２は、コントローラ５２の中に記憶されたルックアップ表５３を有する。コントローラ５２は、カウンタ５１によりカウントされた回数を表すカウンタ信号を、ルックアップ表５３の中に含まれるデータと照合することにより動作信号を出力する。しかしながら、本発明は、この点に限定されない。

調節ユニット６は、動作信号、および処理ユニット５からの動作電流を受け取るために、処理ユニット５に電気的に接続され、動作信号に応答して、第１および第２の調節された電流を出力する。この実施形態では、第１および第２の調節された電流の各々の大きさが個々に変化する。第１および第２の調節された電流の大きさの合計が、動作電流に関連する値に実質的に等しい。

第１の発光ユニット７は、調節ユニット６から第１の調節された電流を受け取るために、調節ユニット６に電気的に接続され、第１の調節された電流に応答して第１の光を放出する。

第２の発光ユニット８は、調節ユニット６から第２の調節された電流を受け取るために、調節ユニット６に電気的に接続され、第２の調節された電流に応答して第２の光を放出する。第１の光および第２の光は、異なる色温度を有する。

この好ましい実施形態では、第１および第２の発光ユニット７、８は発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、本発明はこの点に限定されない。第１の光は、寒色に対応する色温度を有し、第２の光は、暖色に対応する色温度を有する。

実際の実装形態では、ユーザが制御ユニット４を動作させて、たとえば、この実施形態で制御ユニット４の役割を果たす単投スイッチを押すことにより、制御信号を出力してもよい。具体的には、制御信号は、単投スイッチがユーザにより１回だけ押されたときに１回、出力され、その結果、ユーザにより単投スイッチが押される回数は、制御信号を出力する回数と一致する。カウンタ５１は、制御信号を受け取った回数を蓄積し、それに応じてカウンタ信号を出力する。コントローラ５２は、カウンタ信号を受け取り、カウンタ５１によりカウントされた回数をルックアップ表５３の中に含まれるデータと照合することにより、カウンタ信号に関連する動作信号を出力する。調節ユニット６は、動作信号を受け取り、動作信号に応答して、大きさの合計が、動作電流の大きさに実質的に等しい第１および第２の調節された電流に、動作電流を分割する。

この好ましい実施形態では、所定の期間は１秒であるが、本発明はこの点に限定されない。カウンタ信号は、第１、第２、または第３のカウンタ信号であってもよい。それに対応して、第１および第２の調節された信号の各々が、３つの異なる大きさのレベルであってもよいように、動作信号は、第１、第２、または第３の動作信号であってもよい。

ユーザが、初めて単投スイッチ（制御ユニット４）を押したとき、カウンタ５１は、制御信号を受け取り、それに対応して、第１のカウンタ信号をプロセッサ５２に出力する。それに応じて、コントローラ５２は、１という回数をルックアップ表５３の中に含まれるデータと照合することにより、第１の動作信号を調節ユニット６に出力する。その結果、第１の動作信号に基づき、調節ユニット６は、第１の調節された電流として動作電流のうち１００％を分配し、したがって、その結果、第２の調節された電流の寄与が、動作電流の０％になる。したがって、第１の発光ユニット７は、動作電流の１００％に対応する輝度で第１の光を放出し、第２の発光ユニット８は、第２の光を放出しない。その結果、第１および第２の発光ユニット７、８は全体として寒色の光を放出することができる。

ユーザが、単投スイッチ（制御ユニット４）を、初めて単投スイッチが押されたときから１秒（所定の期間）以内に、２回目に押したとき、カウンタ５１は、制御信号を受け取り、それに対応して、第２のカウンタ信号をコントローラ５２に出力する。それに応じて、コントローラ５２は、２という回数をルックアップ表５３の中に含まれるデータと照合することにより、第２の動作信号を調節ユニット６に出力する。その結果、第２の動作信号に基づき、調節ユニット６は、第１の調節された電流として動作電流のうち５０％を分配し、したがって、その結果、第２の調節された電流の寄与が、動作電流の５０％になる。したがって、第１および第２の発光ユニット７、８は、それぞれ動作電流の５０％に対応する輝度を有する第１の光および第２の光を放出する。その結果、第１および第２の発光ユニット７、８は全体として中間色の光を放出することができる。

ユーザが、単投スイッチ（制御ユニット４）を、２回目に単投スイッチが押されたときから１秒（所定の期間）以内に、３回目に押したとき、カウンタ５１は、３番目の制御信号を受け取り、それに対応して、第３のカウンタ信号をコントローラ５２に出力する。それに応じて、コントローラ５２は、３という回数をルックアップ表５３の中に含まれるデータと照合することにより、第３の動作信号を調節ユニット６に出力する。その結果、第３の動作信号に基づき、調節ユニット６は、第１の調節された電流として動作電流のうち０％を分配し、したがって、その結果、第２の調節された電流の寄与が、動作電流の１００％になる。したがって、第１の発光ユニット７は、第１の光を放出せず、第２の発光ユニット８は、動作電流の１００％に対応する輝度で第２の光を放出する。その結果、第１および第２の発光ユニット７、８は全体として暖色の光を放出することができる。

カウンタ５１は、ユーザが単投スイッチ（制御ユニット４）を押した最後のとき以来、１秒（所定の期間）が経過した後に、カウンタ５１によりカウントされた回数をリセットする。

発光デバイス１が、Ｎの発光ユニット（この場合、Ｎ≧２）、およびＮ−１の調節ユニット６を含むように拡張されてもよいことを、容易に認識できる。発光ユニットにより、または発光ユニットのうちのいくつかの発光ユニットにより放出される光が、異なる色温度を有するように構成されてもよい。

前述の説明を考慮にいれると、発光デバイス１の拡張についての詳細な説明は、当業者に容易に認識されるので、簡潔にするために本明細書では省略する。さらに、本発明は、この実施形態の開示に限定されるべきではない。

結論として言えば、本発明による発光デバイス１のいくつかの有利な特徴が以下に要約される：

１）本発明の発光デバイス１の処理ユニット５は、制御信号を受け取り、かつ制御信号に関連する動作信号を出力するように構成される。本発明の発光デバイス１の調節ユニット６は、制御信号を受け取り、かつ動作信号に応答して、動作電流を第１および第２の調節された電流に分配するように構成される。処理ユニット５および調節ユニット６によって、本発明の発光デバイス１は、ユーザの要件に従って、発光デバイス１により放出される光の色温度を調節するように動作可能である。

２）一般に、ＬＥＤの輝度は、ＬＥＤを通って流れる電流に比例する。駆動ユニット３により与えられる駆動電流を一定になるように制御することにより、動作電流は一定になる。第１および第２の発光ユニット７、８が受け取る電流は、調節ユニット６だけを使用して、全電流を増大または低減することなく一定の動作電流を分配することにより得られるので、発光デバイス１により放出される光の総合的輝度は、総合的色温度を調節する間中、維持されることができる。

３）処理ユニット５および調節ユニット６は、共通の単投スイッチを使用することにより別個のやり方で色温度を制御するように構成されるので、複雑な回路を設計する費用を節約することができ、本発明の発光デバイス１の動作が、ユーザにとって直覚的で、便利な場合がある。

４）ＬＥＤの輝度は、ＬＥＤを通って流れる電流に比例するので、電流制御により発光ユニットの輝度を調節することは、電圧制御によるよりも正確になる場合がある。

本発明について、最も実用的で好ましい実施形態と思われることに関連して説明したが、この発明は、開示した実施形態に限定されるのではなく、最も広い解釈の精神および範囲に含まれるさまざまな構成を、このような修正形態および均等の構成をすべて包含するように対象にすることが意図されることが理解される。

１ 発光デバイス
２ 電源
３ 駆動ユニット
４ 制御ユニット
５ 処理ユニット
６ 調節ユニット
７ 第１の発光ユニット
８ 第２の発光ユニット
１０ 電流制御モジュール
５１ カウンタ
５２ コントローラ
５３ ルックアップ表

Claims (13)

1. 発光デバイス（１）であって：
   制御信号を受け取るように配置され、かつ前記制御信号を受け取った回数をカウントするように、およびカウンタ（５１）が前記制御信号を最後に受け取って以来、所定の時間が経過した後に、前記カウンタ（５１）によりカウントされた前記回数をリセットするように構成され、前記カウンタ（５１）によりカウントされた前記回数に従って動作信号を出力する処理ユニット（５）；
   前記動作信号を受け取るために、前記処理ユニット（５）に電気的に接続され、基準入力を受け取るように配置され、かつ前記動作信号に応答して複数の調節された電流を出力するように構成される調節ユニット（６）であって、前記調節された電流の大きさの合計が前記基準入力に関連する値に等しい調節ユニット（６）；および
   複数の発光ユニット（７、８）であって、前記発光ユニット（７、８）の各々が、前記調節された電流のうち１つをそれぞれ受け取るために、前記調節ユニット（６）に電気的に接続され、前記複数の発光ユニット（７、８）が受け取った、前記調節された電流に応答して光を放出するように構成される複数の発光ユニット（７、８）；
   を含み、
   前記発光ユニット（７、８）は、第１の発光ユニット（７）および第２の発光ユニット（８）を含み、前記第１の発光ユニット（７）により放出される光、および前記第２の発光ユニット（８）により放出される光が、異なる色温度を有することを特徴とする発光デバイス（１）。
2. 前記調節された電流は、第１の発光ユニット（７）および第２の発光ユニット（８）にそれぞれ与えられ、かつ前記動作信号に応答して大きさが個々に異なる第１の調節された電流および第２の調節された電流を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光デバイス（１）。
3. 前記処理ユニット（５）は、前記処理ユニット（５）の中に記憶されたルックアップ表（５３）を有し、前記処理ユニット（５）は、前記カウンタ（５１）によりカウントされた前記回数を、前記ルックアップ表（５３）の中に含まれるデータと照合することにより、前記動作信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の発光デバイス（１）。
4. 前記基準入力は動作電流であり、前記調節された電流の大きさの前記合計は、前記動作電流の大きさに等しいことを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発光デバイス（１）。
5. 前記処理ユニット（５）は、前記調節ユニット（６）が受信するための前記基準入力を出力するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発光デバイス（１）。
6. 前記第１の発光ユニット（７）および前記第２の発光ユニット（８）のうち一方により放出される光が、寒色に対応する色温度を有し、前記第１の発光ユニット（７）および前記第２の発光ユニット（８）のうち他方により放出される光が、暖色に対応する色温度を有することを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発光デバイス（１）。
7. 前記処理ユニット（５）に電気的に接続され、かつ制御ユニット（４）をユーザが動作させることに応答して前記処理ユニット（５）に前記制御信号を出力する前記制御ユニット（４）によりさらに特徴づけられる、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の発光デバイス（１）。
8. 前記制御ユニット（４）は単投スイッチであることを特徴とする、請求項７に記載の発光デバイス（１）。
9. 電流制御モジュール（１０）であって：
   制御信号を受け取るように配置され、かつ前記制御信号を受け取った回数をカウントするように、およびカウンタ（５１）が前記制御信号を最後に受け取って以来、所定の時間が経過した後に、前記カウンタ（５１）によりカウントされた前記回数をリセットするように構成され、前記カウンタ（５１）によりカウントされた前記回数に従って動作信号を出力する処理ユニット（５）；
   前記動作信号を受け取るために、前記処理ユニット（５）に電気的に接続され、基準入力を受け取るように配置され、かつ前記動作信号に応答して複数の調節された電流を出力するように構成される調節ユニット（６）であって、前記調節された電流の大きさの合計が前記基準入力に関連する値に等しい調節ユニット（６）；
   により特徴づけられる電流制御モジュール（１０）。
10. 前記調節された電流は、前記動作信号に応答して大きさが個々に異なる第１の調節された電流および第２の調節された電流を含むことを特徴とする、請求項９に記載の電流制御モジュール（１０）。
11. 前記処理ユニット（５）は、前記処理ユニット（５）の中に記憶されたルックアップ表（５３）を有し、前記処理ユニット（５）は、前記カウンタ（５１）によりカウントされた前記回数を、前記ルックアップ表（５３）の中に含まれるデータと照合することにより、前記動作信号を出力することを特徴とする、請求項１０に記載の電流制御モジュール（１０）。
12. 前記基準入力は動作電流であり、前記調節された電流の大きさの前記合計は、前記動作電流の大きさに等しいことを特徴とする、請求項９〜１１のうちいずれか一項に記載の電流制御モジュール（１０）。
13. 前記処理ユニット（５）は、前記調節ユニット（６）が受信するための前記基準入力を出力するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項９〜１２のうちいずれか一項に記載の電流制御モジュール（１０）。