JP5994165B2 - 発光素子点灯回路及び該回路を用いる照明装置 - Google Patents
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図1は、第1実施例に係る照明装置1を示す図である。図1(a)は、天井、壁、床、スタンド等に固定して用いる照明装置1の斜視図である。照明装置1は、図中上向きに発光面を有している3つの発光パネル2、3、4を有している。図1(b)は、照明装置1の断面図である。発光パネル2、3、4の構成は、同じである。以下、発光パネル2を例にとって説明する。発光パネル2は、有機EL発光素子21と、該発光素子をバースト調光する発光素子点灯回路22と、を備えている。有機EL発光素子21は、ダイオード特性を有する発光素子で、しきい値電圧Vth以上で、発光し始める。発光素子点灯回路22は、50Hz又は60Hzの商用交流電源(図示せず)と、調光信号生成部100からの調光信号又は消灯用信号とが入力されるケーブル101に接続されている。調光信号は、最高発光レベル(レベル10)から最低発光レベル(レベル1)をステップ状に指定する階調信号である。消灯用信号は、発光素子の消灯を指定する信号で、例えば、前記最低発光レベルを指定する信号より小さな値の階調信号である。
図5は、発光素子点灯回路22の変形例の発光素子点灯回路22aの回路図を示す。発光素子点灯回路22と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して示し、ここでの重複した説明は省く。該回路22aは、微小電流発生回路C1の代わりに、微小電流発生回路C2を備える。微小電流発生回路C2は、スイッチングトランジスタ57に並列に、かつ、逆方向接続されたダイオード66で構成される。該ダイオード66は、スイッチングトランジスタ57がオフの時にオンになり、微小電流Iminを流すインピーダンスのものを用いる。ダイオード66には、インピーダンス調節用に抵抗等の他のインピーダンス要素を直列に接続してもよい。発光素子点灯回路22aは、微小電流発生回路C2以外の構成及び動作は、発光素子点灯回路22と同じである。発光素子点灯回路22aは、微小電流発生回路C2の働きによって、図4(a)に示したのと同様の結果を得ることができる。
図6は、第2実施例の照明装置が備える発光素子点灯回路22bの回路図である。発光素子点灯回路22bは、オフ期間中、チョッパ信号のパルス幅を小さくすることで、微小電流Iminを流し、次のオン期間への切り換わり時の発光素子の迅速な点灯を実現する。第2実施例の照明装置の発光素子点灯回路22b以外の構成は、照明装置1(図1)のものと同じである。発光素子点灯回路22bにおいて、発光素子点灯回路22と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して示し、ここでの重複した説明は省く。
図8は、第3実施例の照明装置が備える発光素子点灯回路22cの回路図である。第3実施例の照明装置の発光素子点灯回路22c以外の構成は、照明装置1(図1)のものと同じである。発光素子点灯回路22cは、オフ期間中にのみ動作する定電圧回路を備え、発光素子21に微小電流Iminを流し、次のオン期間への切り換わり時の発光素子の迅速な点灯を実現する。発光素子点灯回路22cにおいて、発光素子点灯回路22と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して示し、ここでの重複した説明は省く。
図10は、第4実施例の照明装置が備える発光素子点灯回路22dの回路図である。第4実施例の照明装置の発光素子点灯回路22d以外の構成は、照明装置1(図1)のものと同じである。発光素子点灯回路22dは、オフ期間中、発光素子21に印加される電圧に基づいて、該発光素子21に微小電流Iminを流すように制御する回路を備え、次のオン期間への切り換わり時の発光素子21の迅速な点灯を実現する。発光素子点灯回路22dにおいて、発光素子点灯回路22、22cと同じ構成要素には、同じ参照番号を付して示し、ここでの重複した説明は省く。
図2(b)に示したように、ダイオード特性を有する発光素子に流れる電流は、しきい値電圧Vthを超えるまで、僅かしか流れず、しきい値電圧Vthを超えた後にステップ状に増加する。発光素子のこの特性に着目し、微小電流発生回路は、発光素子21が確実に発光状態となる電流値となるまで微小電流量Iminを増加し、増加した状態で固定する手段を備えてもよい。具体的には、微小電流発生回路は、発光素子21の電流計と、測定した電流値を電流I0とを比較する比較器と、測定した電流値が電流I0を超えるまで微小電流Iminを増加し、増加した状態で固定する調節手段と、を備える。該構成を採用することで、複数の発光素子を用いる照明装置の全ての発光素子の同時発光を実現できる。
22、22a、22b 発光素子点灯回路
50 AC/DC部
51 電力変換部
52 調光信号変換部
53、53a、53b、53c PWM調光信号処理部
57 トランジスタスイッチ(駆動部)
72 検出回路
100 調光信号生成部
C1、C2、C3、C5、C7 微小電流発生回路
D1 微小電流停止回路
Claims (10)
- ダイオード特性を有する発光素子を、PWM調光信号に基づいて調光する発光素子点灯回路であって、
調光信号と消灯用信号とを生成する調光信号生成部と、
調光信号が入力された場合、調光信号により指定される発光レベルに応じて0%より大きなデューティ比のPWM調光信号を生成し、又は、消灯用信号が入力された場合、前記調光信号に応じて生成されるPWM調光信号とは異なるデューティ比の消灯パルス信号を生成し、生成したPWM調光信号又は消灯パルス信号を出力する調光信号変換部と、
前記PWM調光信号のオフ期間中、発光素子が発光する設計上のしきい値電圧より大きな電圧が発光素子に印加されるようにする微小電流であって、前記調光信号により指定される最低の発光レベル以下の明るさで、前記発光素子を発光させる微小電流を流す微小電流発生回路と、
前記消灯パルス信号の入力時、前記発光素子の入力端子と出力端子との間を短絡して前記微小電流が流れないようにする微小電流停止回路と、を備え、
前記発光素子は、前記PWM調光信号のオン期間とオフ期間とに基づいて、前記調光信号により指定される発光レベルにて間欠点灯することを特徴とする発光素子点灯回路。 - 前記微小電流停止回路は、
前記消灯パルス信号の入力に応じて消灯信号を発生する消灯信号発生部と、
前記発光素子の入力端子と出力端子とに接続されて閉回路を構成し、前記消灯信号の入力に応じて、前記発光素子の入力端子と出力端子との間を短絡するトランジスタスイッチと、を備えることを特徴とする請求項1に記載の発光素子点灯回路。 - 前記消灯信号発生部は、
前記PWM調光信号及び消灯パルス信号が入力され、オフ期間の長さに基づいて前記消灯パルス信号を検出し、検出信号を出力するタイマーと、
前記検出信号の入力に応じて動作して消灯信号を出力するラッチ回路と、を備えており、
前記タイマーとラッチ回路とは、前記PWM調光信号及び消灯パルス信号がリセット端子に入力されており、前記PWM調光信号の入力に応じてリセットする、ことを特徴とする請求項2に記載の発光素子点灯回路。 - 前記発光素子への通電をオン・オフする駆動部を有し、前記駆動部を介して前記発光素子に接続されており、駆動部が駆動されている間、直流電圧を前記発光素子に出力する直流電圧発生回路と、
前記PWM調光信号のオフ期間は前記駆動部をオフし、オン期間は前記駆動部を駆動する駆動信号を出力するPWM調光信号処理部と、を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の発光素子点灯回路。 - 前記直流電圧発生回路は、チョッパ回路を含み、該チョッパ回路を介して直流電圧を前記発光素子に出力し、
前記駆動部は、チョッパ信号によりチョッパ回路内の電流をチョップするスイッチングトランジスタであり、チョッパ信号が入力されていないときは前記発光素子への通電をオフにするものであり、
前記PWM調光信号処理部は、駆動信号として、前記PWM調光信号のオン期間中、チョッパ信号を前記トランジスタに出力する、ことを特徴とする請求項4に記載の発光素子点灯回路。 - 前記微小電流発生回路は、前記直流電圧発生回路の駆動部に並列に、かつ、前記発光素子に微小電流を流すために逆方向接続されたダイオードであって、駆動部がオフの時にオンになり、前記微小電流を流すインピーダンスを有しているダイオードで構成されている、ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の発光素子点灯回路。
- 前記PWM調光信号処理部は、前記オフ期間を検出する検出回路を備え、
前記微小電流発生回路は、前記検出回路によるオフ期間の検出に応じて、前記駆動信号を、微小電流を流すデューティ比の駆動信号に変換して駆動部に出力することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の発光素子点灯回路。 - 前記PWM調光信号処理部は、前記オフ期間を検出する検出回路を備え、
前記微小電流発生回路は、前記検出回路によるオフ期間の検出に応じて始動して、発光素子への印加電圧がしきい値電圧より大きく、かつ、前記調光信号により指定される最低の発光レベル以下の明るさで前記発光素子を発光させる特定の電圧を発光素子に印加する定電圧回路を備えていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の発光素子点灯回路。 - 前記発光素子が有機EL発光素子である、ことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の発光素子点灯回路。
- 1以上の有機EL発光素子を有する照明パネルを備え、
各発光素子は、請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の発光素子点灯回路を有している、ことを特徴とする照明装置。
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