JP6883785B2 - Lighting devices, lighting fixtures and signboards - Google Patents

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Description

本発明は、LED等の発光素子に電流を印加する点灯装置、点灯装置を備える照明器具、及び、照明器具を備える看板に関し、特に、可視光通信用の変調回路を備える点灯装置等に関する。 The present invention relates to a lighting device for applying an electric current to a light emitting element such as an LED, a lighting device including a lighting device, and a signboard including the lighting device, and more particularly to a lighting device including a modulation circuit for visible light communication.

近年、LED等の発光素子に電流を印加する点灯装置において、可視光通信用の変調回路を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような点灯装置により、照明装置がデータ通信装置にもなり、便利なワイヤレス環境が構築される。 In recent years, a lighting device that applies a current to a light emitting element such as an LED has been proposed to include a modulation circuit for visible light communication (see, for example, Patent Document 1). With such a lighting device, the lighting device also becomes a data communication device, and a convenient wireless environment is constructed.

特許文献1の点灯装置によれば、LEDと直列に接続された抵抗に対して、並列に接続されるように、抵抗とスイッチ素子との直列回路が付加される。これにより、点灯装置に対して、簡単に可視光通信のための回路を付加できるというものである。 According to the lighting device of Patent Document 1, a series circuit of the resistor and the switch element is added so as to be connected in parallel to the resistor connected in series with the LED. As a result, a circuit for visible light communication can be easily added to the lighting device.

特開2014−14119号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-14119

しかしながら、特許文献1の点灯装置では、点灯装置とLEDとの接続不良等による異常状態が発生した場合には、LEDが破壊されてしまう可能性がある。点灯装置とLEDとの接続不良等によって定電流源の出力経路が断線状態になった場合には、定電流源の出力電圧が最大まで上昇する。この状態で、点灯装置とLEDとの接続不良等によって点灯装置とLEDとが再接続(つまり、脱着)された場合には、定電流源の出力端子に接続された平滑用コンデンサからの放電により、過大な電流がLEDに印加され、LEDが破壊されてしまう可能性がある。 However, in the lighting device of Patent Document 1, if an abnormal state occurs due to a poor connection between the lighting device and the LED, the LED may be destroyed. When the output path of the constant current source is disconnected due to a poor connection between the lighting device and the LED, the output voltage of the constant current source rises to the maximum. In this state, if the lighting device and the LED are reconnected (that is, detached) due to a poor connection between the lighting device and the LED, etc., due to discharge from the smoothing capacitor connected to the output terminal of the constant current source. , Excessive current may be applied to the LED and the LED may be destroyed.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、可視光通信の機能を有する点灯装置であって、発光素子の接続不良等の異常が生じた場合であっても、発光素子が破壊されることが抑制された点灯装置等を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is a lighting device having a function of visible light communication, and even when an abnormality such as a connection failure of the light emitting element occurs, the light emitting element can be used. An object of the present invention is to provide a lighting device or the like that is suppressed from being destroyed.

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る点灯装置は、発光素子に電流を印加する点灯装置であって、定電流源と、前記定電流源の出力端子に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと並列に接続され、かつ、前記発光素子と直列に接続されるスイッチ素子と、可視光通信用の信号に基づいて前記スイッチ素子をオンオフさせる変調回路と、前記スイッチ素子を流れる電流が第1所定値以上である場合に、前記スイッチ素子を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路とを備える。そして、前記スイッチ素子は、第1トランジスタであり、前記定電流制御回路は、前記第1トランジスタの制御端子の電圧を制御することにより、前記定電流制御をする。 In order to achieve the above object, the lighting device according to one embodiment of the present invention is a lighting device that applies a current to a light emitting element, and includes a constant current source and a capacitor connected to an output terminal of the constant current source. , The switch element connected in parallel with the capacitor and connected in series with the light emitting element, the modulation circuit that turns the switch element on and off based on the signal for visible light communication, and the current flowing through the switch element. It is provided with a constant current control circuit that controls a constant current to make the current flowing through the switch element constant when the value is equal to or higher than the first predetermined value. The switch element is a first transistor, and the constant current control circuit controls the constant current by controlling the voltage of the control terminal of the first transistor.

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る照明器具は、発光素子と、前記発光素子に電流を印加する上記点灯装置とを備える。 In order to achieve the above object, the luminaire according to one embodiment of the present invention includes a light emitting element and the lighting device for applying an electric current to the light emitting element.

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る看板は、発光素子と、前記発光素子に電流を印加する上記点灯装置と、前記発光素子によって照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板とを備える。 In order to achieve the above object, the signboard according to one embodiment of the present invention is illuminated by a light emitting element, the lighting device for applying an electric current to the light emitting element, and at least one of characters and figures. It is provided with a display board for showing.

本発明により、可視光通信の機能を有する点灯装置であって、発光素子の接続不良等の異常が生じた場合であっても、発光素子が破壊されることが抑制された点灯装置等が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a lighting device having a visible light communication function, in which the light emitting element is suppressed from being destroyed even when an abnormality such as a connection failure of the light emitting element occurs. Will be done.

実施の形態1に係る点灯装置の回路図Circuit diagram of the lighting device according to the first embodiment 実施の形態1に係る点灯装置の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing the operation of the lighting device according to the first embodiment 図2Aにおける時刻t1付近を時間的に拡大したタイミングチャートTiming chart with time around time t1 in FIG. 2A 実施の形態2に係る点灯装置の回路図Circuit diagram of the lighting device according to the second embodiment 実施の形態2に係る点灯装置の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing the operation of the lighting device according to the second embodiment 実施の形態3の応用例に係る照明器具の外観図External view of the lighting equipment according to the application example of the third embodiment 実施の形態3の応用例に係る看板の外観図External view of the signboard according to the application example of the third embodiment

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作タイミング等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that all of the embodiments described below show a specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, operation timings, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present invention will be described as arbitrary components. Moreover, each figure is not necessarily exactly illustrated. In each figure, substantially the same configurations are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.

(実施の形態1)
まず、実施の形態1に係る点灯装置について説明する。
(Embodiment 1)
First, the lighting device according to the first embodiment will be described.

図1は、実施の形態1に係る点灯装置10の回路図である。この点灯装置10は、LEDユニット14に電流を印加する(つまり、点灯させる)機能と可視光通信の機能とを有する装置であり、定電流源11、及び、変調部13を備える。 FIG. 1 is a circuit diagram of the lighting device 10 according to the first embodiment. The lighting device 10 is a device having a function of applying (that is, lighting) a current to the LED unit 14 and a function of visible light communication, and includes a constant current source 11 and a modulation unit 13.

LEDユニット14は、点灯装置10の負荷となる発光素子の一例であり、ここでは、負荷配線15によって点灯装置10と接続され、直列に接続された複数のLED1〜5で構成される。なお、発光素子は、LEDに限られず、有機EL、無機EL等の他の発光素子であってもよい。また、LEDユニット14は、直列に接続された複数のLEDに限られず、1個のLEDで構成されてもよいし、並列に接続された複数のLEDで構成されてもよいし、直列に接続された複数のLEDセットが並列に接続されて構成されてもよい。 The LED unit 14 is an example of a light emitting element that serves as a load for the lighting device 10. Here, the LED unit 14 is composed of a plurality of LEDs 1 to 5 connected to the lighting device 10 by a load wiring 15 and connected in series. The light emitting element is not limited to the LED, and may be another light emitting element such as an organic EL or an inorganic EL. Further, the LED unit 14 is not limited to a plurality of LEDs connected in series, and may be composed of one LED, a plurality of LEDs connected in parallel, or connected in series. A plurality of LED sets may be connected in parallel to each other.

定電流源11は、負荷であるLEDユニット14に定電流を印加する電源であり、負荷が断線状態になると出力電圧を最大電圧まで上昇させる。 The constant current source 11 is a power source that applies a constant current to the LED unit 14 that is a load, and raises the output voltage to the maximum voltage when the load is disconnected.

変調部13は、可視光通信用の信号に基づいてスイッチ素子であるトランジスタQ1をオンオフさせる変調回路の機能と、トランジスタQ1を流れる電流が第1所定値以上である場合にトランジスタQ1を定電流モードにする定電流制御回路の機能とを併せ持つ。具体的には、変調部13は、定電圧レギュレータREG1、マイコン(マイクロコンピュータ)MCU1、コンデンサC1及びC2、トランジスタQ1〜Q4、抵抗R1、R3〜R6で構成される。 The modulation unit 13 has a function of a modulation circuit that turns on and off the transistor Q1 which is a switch element based on a signal for visible light communication, and a constant current mode of the transistor Q1 when the current flowing through the transistor Q1 is equal to or more than a first predetermined value. It also has the function of a constant current control circuit. Specifically, the modulation unit 13 is composed of a constant voltage regulator REG1, a microcomputer (microcomputer) MCU1, capacitors C1 and C2, transistors Q1 to Q4, resistors R1, and R3 to R6.

トランジスタQ1は、可視光通信用のスイッチ素子であり、コンデンサC1と並列に接続され、かつ、LEDユニット14と直列に接続されている。トランジスタQ1は、例えば、MOSFETである。 The transistor Q1 is a switch element for visible light communication, is connected in parallel with the capacitor C1, and is connected in series with the LED unit 14. The transistor Q1 is, for example, a MOSFET.

コンデンサC1は、定電流源11の出力端子(つまり、2つの出力端子間)に接続された平滑用コンデンサである。変調部13では、可視光通信用のスイッチ素子としてトランジスタQ1が周期的にオンオフしている。トランジスタQ1のオフ期間では、電流経路が遮断されるために、定電流源11の出力電圧が上昇する。その上昇量を抑えるために、コンデンサC1が設けられている。コンデンサC1の容量は、例えば、トランジスタQ1のオフ期間での出力電圧の上昇量ΔVFがLEDユニット14の順方向電圧VFの30%以下となる値が望ましい。具体的には、オフ期間Toffが208μsec、出力電流Iout=0.7A、順方向電圧VF=15Vである場合、上昇量ΔVFは、ΔVF=15V×0.3=4.5Vより、4.5Vとなる。よって、コンデンサC1の最低容量C1minは、C1min=Toff×Iout/ΔVF=208μsec×0.7A/4.5V≒32.4μFより、32.4μFとなる。従って、コンデンサC1の容量として、例えば、33μF以上に設定する。 The capacitor C1 is a smoothing capacitor connected to the output terminals of the constant current source 11 (that is, between the two output terminals). In the modulation unit 13, the transistor Q1 is periodically turned on and off as a switch element for visible light communication. During the off period of the transistor Q1, the output voltage of the constant current source 11 rises because the current path is cut off. A capacitor C1 is provided in order to suppress the amount of increase. The capacitance of the capacitor C1 is preferably a value such that the amount of increase ΔVF of the output voltage during the off period of the transistor Q1 is 30% or less of the forward voltage VF of the LED unit 14. Specifically, when the off period Toff is 208 μsec, the output current Iout = 0.7A, and the forward voltage VF = 15V, the amount of increase ΔVF is 4.5V from ΔVF = 15V × 0.3 = 4.5V. It becomes. Therefore, the minimum capacitance C1min of the capacitor C1 is 32.4 μF from C1min = Toff × Iout / ΔVF = 208 μsec × 0.7 A / 4.5 V≈32.4 μF. Therefore, the capacitance of the capacitor C1 is set to, for example, 33 μF or more.

定電圧レギュレータREG1は、定電流源11の出力電圧から、変調部13の内部の回路を動作させるための定電圧の電源電圧を生成する回路モジュールである。定電圧レギュレータREG1は、例えば、5Vの電源電圧を出力する小型のスイッチングレギュレータ又はシリーズレギュレータ等である。 The constant voltage regulator REG1 is a circuit module that generates a constant voltage power supply voltage for operating the circuit inside the modulation unit 13 from the output voltage of the constant current source 11. The constant voltage regulator REG1 is, for example, a small switching regulator or a series regulator that outputs a power supply voltage of 5 V.

マイコンMCU1は、定電圧レギュレータREG1で生成された電源電圧で動作するマイクロコンピュータである。マイコンMCU1は、例えば、プログラムを保持するROM、一時的な記憶領域としてのRAM、プログラムを実行するプロセッサ、A/Dコンバータ及びD/Aコンバータ等の入出力回路、カウンタ・タイマ等で構成されるLSIである。マイコンMCU1は、変調回路の一部として機能する。具体的には、マイコンMCU1は、内蔵のプログラムに従って、可視光通信用の信号に基づいてトランジスタQ1をオンオフさせるための駆動信号を出力端子SIGから出力する。可視光通信用の信号は、内蔵のプログラムによって決定される固定の文字列、あるいは、動的に変化し得る文字列等である。 The microcomputer MCU1 is a microcomputer that operates with the power supply voltage generated by the constant voltage regulator REG1. The microcomputer MCU1 is composed of, for example, a ROM for holding a program, a RAM as a temporary storage area, a processor for executing the program, input / output circuits such as an A / D converter and a D / A converter, a counter / timer, and the like. It is an LSI. The microcomputer MCU1 functions as a part of the modulation circuit. Specifically, the microcomputer MCU1 outputs a drive signal for turning on / off the transistor Q1 based on the signal for visible light communication from the output terminal SIG according to the built-in program. The signal for visible light communication is a fixed character string determined by a built-in program, a character string that can change dynamically, or the like.

抵抗R6、トランジスタQ5、抵抗R5、トランジスタQ3及びQ4は、トランジスタQ1のゲートを駆動する駆動回路であり、変調回路の一部を構成する。この駆動回路は、マイコンMCU1からの駆動信号に応じてトランジスタQ1をオンオフするように、トランジスタQ1のゲート・ソース間容量を充放電させる。具体的には、マイコンMCU1からの駆動信号がHIGHのときには、トランジスタQ5がオンし、これにより、トランジスタQ3がオフし、トランジスタQ4がオンする。その結果、トランジスタQ4及び抵抗R4を介してトランジスタQ1のゲートが放電されることで、トランジスタQ1のゲート電位が0Vとなり、トランジスタQ1がオフする。一方、マイコンMCU1からの駆動信号がLOWのときには、トランジスタQ5がオフし、これにより、トランジスタQ3がオンし、トランジスタQ4がオフする。その結果、トランジスタQ3及び抵抗R4を介してトランジスタQ1のゲートが充電されることで、トランジスタQ1のゲート電位がHIGHとなり、トランジスタQ1がオンする。マイコンMCU1からの駆動信号によってトランジスタQ1がオンオフすることで、LEDユニット14からの発光に、可視光通信用のデジタル光符号が重畳される。なお、抵抗R4は、トランジスタQ1のゲートの充放電を制限する抵抗である。抵抗R4によって、トランジスタQ1のオンオフのスピードを調整することで、トランジスタQ1のスイッチング時のノイズを抑制できる。 The resistor R6, the transistor Q5, the resistor R5, the transistors Q3 and Q4 are drive circuits for driving the gate of the transistor Q1 and form a part of the modulation circuit. This drive circuit charges and discharges the gate-source capacitance of the transistor Q1 so that the transistor Q1 is turned on and off according to the drive signal from the microcomputer MCU1. Specifically, when the drive signal from the microcomputer MCU1 is HIGH, the transistor Q5 is turned on, so that the transistor Q3 is turned off and the transistor Q4 is turned on. As a result, the gate of the transistor Q1 is discharged via the transistor Q4 and the resistor R4, so that the gate potential of the transistor Q1 becomes 0V and the transistor Q1 is turned off. On the other hand, when the drive signal from the microcomputer MCU1 is LOW, the transistor Q5 is turned off, so that the transistor Q3 is turned on and the transistor Q4 is turned off. As a result, the gate of the transistor Q1 is charged via the transistor Q3 and the resistor R4, so that the gate potential of the transistor Q1 becomes HIGH and the transistor Q1 is turned on. When the transistor Q1 is turned on and off by the drive signal from the microcomputer MCU1, the digital optical code for visible light communication is superimposed on the light emitted from the LED unit 14. The resistor R4 is a resistor that limits the charging / discharging of the gate of the transistor Q1. By adjusting the on / off speed of the transistor Q1 by the resistor R4, noise at the time of switching of the transistor Q1 can be suppressed.

コンデンサC2、トランジスタQ2、抵抗R3及びR1は、トランジスタQ1を流れる電流(つまり、ドレイン電流)が第1所定値以上である場合に、トランジスタQ1を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路12を構成している。第1所定値は、LEDユニット14に流れる電流として許容できる最大値であり、例えば、2Aである。トランジスタQ1を流れる電流がトランジスタQ1と直列に接続された抵抗R1を流れるので、抵抗R1の両端にはトランジスタQ1を流れる電流に応じた電圧が生じる。その電圧は、トランジスタQ2のベース・エミッタ間に印加されるので、トランジスタQ2の閾値電圧Vbeを超えるとトランジスタQ2がオンし、トランジスタQ1のゲート電位を下げる。トランジスタQ2は、抵抗R1に生じた電圧に依存してトランジスタQ1の制御端子の電圧を制御する第2トランジスタの一例である。コンデンサC2は、制御の位相補償のために設けられている。通常時は、抵抗R1の両端電圧がトランジスタQ2の閾値電圧Vbeを超えないように抵抗R1の値が設定されている。LEDユニット14に過電流が流れると、抵抗R1の両端で生じる電圧が大きくなり、それにより、トランジスタQ2を流れる電流が大きくなり、トランジスタQ1は、強制的にオフする方向に制御される。 The capacitor C2, the transistor Q2, the resistors R3 and R1 perform constant current control for making the current flowing through the transistor Q1 constant when the current flowing through the transistor Q1 (that is, the drain current) is equal to or higher than the first predetermined value. The constant current control circuit 12 is configured. The first predetermined value is the maximum value that can be tolerated as the current flowing through the LED unit 14, and is, for example, 2A. Since the current flowing through the transistor Q1 flows through the resistor R1 connected in series with the transistor Q1, a voltage corresponding to the current flowing through the transistor Q1 is generated across the resistor R1. Since the voltage is applied between the base and the emitter of the transistor Q2, when the threshold voltage Vbe of the transistor Q2 is exceeded, the transistor Q2 is turned on and the gate potential of the transistor Q1 is lowered. The transistor Q2 is an example of a second transistor that controls the voltage of the control terminal of the transistor Q1 depending on the voltage generated in the resistor R1. The capacitor C2 is provided for control phase compensation. Normally, the value of the resistor R1 is set so that the voltage across the resistor R1 does not exceed the threshold voltage Vbe of the transistor Q2. When an overcurrent flows through the LED unit 14, the voltage generated across the resistor R1 becomes large, so that the current flowing through the transistor Q2 becomes large, and the transistor Q1 is controlled in the direction of being forcibly turned off.

次に、以上のように構成された実施の形態1に係る点灯装置10の動作について説明する。 Next, the operation of the lighting device 10 according to the first embodiment configured as described above will be described.

図2Aは、実施の形態1に係る点灯装置10の動作を示すタイミングチャートである。本図では、上から、定電流源11の出力電圧Vdc、LEDユニット14を流れる電流Iout、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)を示す。 FIG. 2A is a timing chart showing the operation of the lighting device 10 according to the first embodiment. In this figure, the output voltage Vdc of the constant current source 11, the current Iout flowing through the LED unit 14, and the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1 are shown from the top.

時刻t0までは、点灯装置10は、正常動作をしている。マイコンMCU1は、可視光通信用の信号に基づいて周期的にトランジスタQ1をオンオフさせる制御をしており(ゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)参照)、その結果、LEDユニット14を流れる電流Ioutは断続した電流となっている。出力電圧Vdcは、コンデンサC1によって安定化されている。 Until time t0, the lighting device 10 is operating normally. The microcomputer MCU1 controls to periodically turn on / off the transistor Q1 based on the signal for visible light communication (see the gate-source voltage Vgs (Q1)), and as a result, the current Iout flowing through the LED unit 14 is The current is intermittent. The output voltage Vdc is stabilized by the capacitor C1.

時刻t0において、負荷配線15とLEDユニット14との接触不良等により、LEDユニット14が点灯装置10から切り離され、電流経路が断線したとする。すると、LEDユニット14を流れる電流Ioutはゼロとなり、定電流源11は出力電圧Vdcを上昇させ、コンデンサC1を充電する。なお、マイコンMCU1は、トランジスタQ1をオンオフさせる制御を継続する(ゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)参照)。 It is assumed that at time t0, the LED unit 14 is disconnected from the lighting device 10 due to poor contact between the load wiring 15 and the LED unit 14, and the current path is disconnected. Then, the current Iout flowing through the LED unit 14 becomes zero, the constant current source 11 raises the output voltage Vdc, and the capacitor C1 is charged. The microcomputer MCU1 continues the control to turn on / off the transistor Q1 (see the gate-source voltage Vgs (Q1)).

時刻t1において、負荷配線15とLEDユニット14との接触不良の解消等により、LEDユニット14が点灯装置10に再接続され、電流経路が導通したとする。この状態では、出力電圧Vdcが大きくなっており、コンデンサC1が充電されているために、電流経路が導通すると、トランジスタQ1がオンしたときに、LEDユニット14に大きな電流が流れる。このとき、抵抗R1等で構成される定電流制御回路12により、トランジスタQ1を流れる電流が第1所定値以上となったことが検知され、トランジスタQ1を流れる電流が定電流(電流Ipk)となるように制御される。つまり、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)が下げられ、LEDユニット14を流れる電流の増大が抑制される。なお、出力電圧Vdcは、負荷電流が生じたことにより、急速に低下していく。 It is assumed that at time t1, the LED unit 14 is reconnected to the lighting device 10 and the current path is conducted due to the elimination of poor contact between the load wiring 15 and the LED unit 14. In this state, the output voltage Vdc is large and the capacitor C1 is charged. Therefore, when the current path is conducted, a large current flows through the LED unit 14 when the transistor Q1 is turned on. At this time, the constant current control circuit 12 composed of the resistor R1 and the like detects that the current flowing through the transistor Q1 is equal to or higher than the first predetermined value, and the current flowing through the transistor Q1 becomes a constant current (current Ipk). Is controlled. That is, the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1 is lowered, and the increase in the current flowing through the LED unit 14 is suppressed. The output voltage Vdc rapidly decreases due to the occurrence of the load current.

時刻t2において、出力電圧Vdcが通常時のレベルまで低下し、LEDユニット14を流れる電流も通常のレベルとなり、定電流制御回路12による定電流制御は解除される。 At time t2, the output voltage Vdc drops to the normal level, the current flowing through the LED unit 14 also reaches the normal level, and the constant current control by the constant current control circuit 12 is canceled.

図2Bは、図2Aにおける時刻t1付近を時間的に拡大したタイミングチャートである。より詳しくは、図2Aの時刻t1においてLEDユニット14が点灯装置10に再接続されてから最初にトランジスタQ5がオフする期間(図2Bの時刻t10〜t13)の前後におけるタイミングチャートが示されている。本図では、上から、トランジスタQ5のコレクタ電圧Vce(Q5)、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)、LEDユニット14を流れる電流Ioutを示す。 FIG. 2B is a timing chart in which the time t1 in FIG. 2A is enlarged in time. More specifically, a timing chart is shown before and after the period (time t10 to t13 in FIG. 2B) in which the transistor Q5 is first turned off after the LED unit 14 is reconnected to the lighting device 10 at time t1 in FIG. 2A. .. In this figure, from the top, the collector voltage Vce (Q5) of the transistor Q5, the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1, and the current Iout flowing through the LED unit 14 are shown.

時刻t10において、マイコンMCU1の出力端子SIGからの駆動信号により、トランジスタQ5がオフするので、トランジスタQ5のコレクタ電圧Vce(Q5)がHIGHとなる。その結果、トランジスタQ3がオンし、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)が上昇する。 At time t10, the transistor Q5 is turned off by the drive signal from the output terminal SIG of the microcomputer MCU1, so that the collector voltage Vce (Q5) of the transistor Q5 becomes HIGH. As a result, the transistor Q3 is turned on, and the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1 rises.

時刻t11において、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)がトランジスタQ1の閾値電圧に達し、LEDユニット14を流れる電流Ioutが立ち上がる。 At time t11, the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1 reaches the threshold voltage of the transistor Q1, and the current Iout flowing through the LED unit 14 rises.

時刻t12において、定電流制御回路12では、抵抗R1を流れる電流Ioutによって、抵抗R1の両端電圧がトランジスタQ2の閾値電圧Vbe以上となり、トランジスタQ2がオンし始める。トランジスタQ2がオンすることで、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)は、電圧Vgs1をピークとして、低下する。トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)は、トランジスタQ2により、抵抗R1に生じる電圧がトランジスタQ2の閾値電圧Vbeとなるように、フィードバック制御され、電圧Vgs2で安定する。その結果、時刻t12から時刻t13では、トランジスタQ2は定電流モードで動作し、電流Ipkが流れる。 At time t12, in the constant current control circuit 12, the voltage across the resistor R1 becomes equal to or higher than the threshold voltage Vbe of the transistor Q2 due to the current Iout flowing through the resistor R1, and the transistor Q2 starts to turn on. When the transistor Q2 is turned on, the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1 decreases with the voltage Vgs1 as a peak. The gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1 is feedback-controlled by the transistor Q2 so that the voltage generated in the resistor R1 becomes the threshold voltage Vbe of the transistor Q2, and is stabilized at the voltage Vgs2. As a result, from time t12 to time t13, the transistor Q2 operates in the constant current mode, and the current Ipk flows.

時刻t13において、マイコンMCU1の出力端子SIGからの駆動信号により、トランジスタQ5がオンするので、トランジスタQ5のコレクタ電圧Vce(Q5)がLOWとなる。その結果、トランジスタQ4がオンし、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)は略0Vとなり、LEDユニット14を流れる電流Ioutはゼロとなる。 At time t13, the transistor Q5 is turned on by the drive signal from the output terminal SIG of the microcomputer MCU1, so that the collector voltage Vce (Q5) of the transistor Q5 becomes LOW. As a result, the transistor Q4 is turned on, the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1 becomes approximately 0V, and the current Iout flowing through the LED unit 14 becomes zero.

このように、本実施の形態に係る点灯装置10は、LEDユニット14に電流を印加する装置であって、定電流源11と、定電流源11の出力端子に接続されたコンデンサC1と、コンデンサC1と並列に接続され、かつ、LEDユニット14と直列に接続されるトランジスタQ1と、可視光通信用の信号に基づいてトランジスタQ1をオンオフさせる変調回路(変調部13のマイコンMCU1等)と、トランジスタQ1を流れる電流が第1所定値以上である場合に、トランジスタQ1を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路12とを備える。 As described above, the lighting device 10 according to the present embodiment is a device that applies a current to the LED unit 14, and is a constant current source 11, a capacitor C1 connected to an output terminal of the constant current source 11, and a capacitor. A transistor Q1 connected in parallel with C1 and connected in series with the LED unit 14, a modulation circuit (microcomputer MCU1 of the modulation unit 13, etc.) that turns the transistor Q1 on and off based on a signal for visible light communication, and a transistor. A constant current control circuit 12 that controls a constant current to make the current flowing through the transistor Q1 a constant current when the current flowing through the Q1 is equal to or higher than the first predetermined value is provided.

これにより、接続不良等によって点灯中にLEDユニット14と点灯装置10とが断線して再接続されるという異常(つまり、脱着)が発生した場合であっても、トランジスタQ1を流れる電流が第1所定値以上となった後に定電流となる。よって、過大な電流がLEDユニット14に印加されてLEDユニット14が破壊されてしまうことが抑制される。 As a result, even if an abnormality (that is, attachment / detachment) occurs in which the LED unit 14 and the lighting device 10 are disconnected and reconnected during lighting due to a poor connection or the like, the current flowing through the transistor Q1 is the first. After the value exceeds a predetermined value, the current becomes constant. Therefore, it is possible to prevent the LED unit 14 from being destroyed by applying an excessive current to the LED unit 14.

また、可視光通信に用いられるスイッチ素子は、第1トランジスタ(つまり、トランジスタQ1)であり、定電流制御回路12は、トランジスタQ1の制御端子の電圧を制御することにより、定電流制御をする。 Further, the switch element used for visible light communication is the first transistor (that is, transistor Q1), and the constant current control circuit 12 controls the constant current by controlling the voltage of the control terminal of the transistor Q1.

これにより、可視光通信用のスイッチ素子が定電流制御にも兼用され、点灯装置10の回路がコンパクト化される。 As a result, the switch element for visible light communication is also used for constant current control, and the circuit of the lighting device 10 is made compact.

また、定電流制御回路12は、トランジスタQ1と直列に接続された抵抗R1と、抵抗R1に生じた電圧に依存してトランジスタQ1の制御端子の電圧を制御する第2トランジスタ(つまり、トランジスタQ2)を含む。 Further, the constant current control circuit 12 is a second transistor (that is, transistor Q2) that controls the voltage of the control terminal of the transistor Q1 depending on the resistor R1 connected in series with the transistor Q1 and the voltage generated in the resistor R1. including.

これにより、抵抗R1とトランジスタQ2とを用いた簡単な構成で定電流制御回路12が実現される。 As a result, the constant current control circuit 12 is realized with a simple configuration using the resistor R1 and the transistor Q2.

(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る点灯装置について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the lighting device according to the second embodiment will be described.

図3は、実施の形態2に係る点灯装置10aの回路図である。この点灯装置10aは、実施の形態1と同様に、LEDユニット14に電流を印加する(つまり、点灯させる)機能と可視光通信の機能とを有する装置であり、定電流源11、及び、変調部13aを備える。点灯装置10aは、基本的に、実施の形態1の点灯装置10がもつ機能を有するが、変調部13aの構成が、実施の形態1と異なる。つまり、変調部13aは、実施の形態1の変調部13に対して、新たにバイパス回路16を有し、さらに、実施の形態1の定電流制御回路12に代えて回路構成が異なる定電流制御回路12aを有する点で、実施の形態1と異なる。以下、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。 FIG. 3 is a circuit diagram of the lighting device 10a according to the second embodiment. The lighting device 10a is a device having a function of applying a current (that is, lighting) to the LED unit 14 and a function of visible light communication, as in the first embodiment, and is a constant current source 11 and a modulation device. A unit 13a is provided. The lighting device 10a basically has the function of the lighting device 10 of the first embodiment, but the configuration of the modulation unit 13a is different from that of the first embodiment. That is, the modulation unit 13a newly has a bypass circuit 16 with respect to the modulation unit 13 of the first embodiment, and further, the constant current control having a different circuit configuration instead of the constant current control circuit 12 of the first embodiment. It differs from the first embodiment in that it has a circuit 12a. Hereinafter, the points different from those of the first embodiment will be mainly described.

バイパス回路16は、定電流源11の出力端子に接続され、LEDユニット14及びトランジスタQ1に流れる電流をバイパスさせる回路であり、抵抗R10〜R14、トランジスタQ10〜Q12、及び、定電圧ダイオードZD10で構成される。バイパス回路16は、全体としてLEDユニット14及びトランジスタQ1に並列に接続された回路であり、LEDユニット14及びトランジスタQ1に流れる電流が第2所定値以上である場合に、その電流をバイパスさせる。第2所定値は、LEDユニット14に流れる電流として許容できる最大値であり、例えば、2Aである。 The bypass circuit 16 is a circuit connected to the output terminal of the constant current source 11 to bypass the current flowing through the LED unit 14 and the transistor Q1, and includes resistors R10 to R14, transistors Q10 to Q12, and a constant voltage diode ZD10. Will be done. The bypass circuit 16 is a circuit connected in parallel to the LED unit 14 and the transistor Q1 as a whole, and bypasses the current when the current flowing through the LED unit 14 and the transistor Q1 is equal to or more than a second predetermined value. The second predetermined value is the maximum value that can be tolerated as the current flowing through the LED unit 14, and is, for example, 2A.

より詳しくは、バイパス回路16は次のように構成されている。トランジスタQ12は、バイパス電流を流すためのトランジスタであり、例えば、パワーMOSFETであり、一般に、トランジスタQ1より定格電流の大きいトランジスタが用いられる。抵抗R14は、トランジスタQ12の電力ストレスの緩和のために設けられている。定電圧ダイオードZD10は、トランジスタQ11がオフの場合にトランジスタQ12のゲートが抵抗R13を介してバイアスされるときのバイアス電圧を制限するために設けられている。定電圧ダイオードZD10は、例えば、トランジスタQ12のゲート電位を10Vに制限する。トランジスタQ11は、信号反転のために設けられている。抵抗R12は、トランジスタQ11のベースをバイアスするための抵抗である。 More specifically, the bypass circuit 16 is configured as follows. The transistor Q12 is a transistor for passing a bypass current, for example, a power MOSFET, and a transistor having a higher rated current than the transistor Q1 is generally used. The resistor R14 is provided for alleviating the power stress of the transistor Q12. The zener diode ZD10 is provided to limit the bias voltage when the gate of the transistor Q12 is biased via the resistor R13 when the transistor Q11 is off. The constant voltage diode ZD10 limits the gate potential of the transistor Q12 to, for example, 10V. The transistor Q11 is provided for signal inversion. The resistor R12 is a resistor for biasing the base of the transistor Q11.

トランジスタQ10は、電流制御用トランジスタであり、抵抗R10を流れる負荷電流によって生じる検出電圧がトランジスタQ10の閾値電圧Vbeとなるように、トランジスタQ12のベース電位を制御する。抵抗R11により、トランジスタQ10のベース電流が制限される。コンデンサC10は、制御の位相補償のために設けられている。 The transistor Q10 is a current control transistor, and controls the base potential of the transistor Q12 so that the detection voltage generated by the load current flowing through the resistor R10 becomes the threshold voltage Vbe of the transistor Q10. The resistor R11 limits the base current of the transistor Q10. The capacitor C10 is provided for control phase compensation.

定電流制御回路12aは、基本的には実施の形態1と同様の機能、つまり、トランジスタQ1を流れる電流が第1所定値以上である場合に、トランジスタQ1を流れる電流を定電流にする定電流制御をする機能を有するが、実施の形態1と異なる回路で構成される。つまり、定電流制御回路12aは、トランジスタQ1と直列に接続された抵抗R1と、抵抗R1の一端とトランジスタQ1の制御端子(ゲート)との間に接続された定電圧ダイオードZD1とで構成される。抵抗R1を流れる電流によって抵抗R1に生じる電圧が、定電圧ダイオードZD1の降伏電圧とトランジスタQ1の閾値電圧との和(つまり、第1所定値)以上になると、トランジスタQ1のゲート電位が下がってトランジスタQ1を流れる電流が制限される。つまり、トランジスタQ1が定電流モードで動作する。 The constant current control circuit 12a basically has the same function as that of the first embodiment, that is, when the current flowing through the transistor Q1 is equal to or higher than the first predetermined value, the constant current that makes the current flowing through the transistor Q1 constant. Although it has a function of controlling, it is composed of a circuit different from that of the first embodiment. That is, the constant current control circuit 12a is composed of a resistor R1 connected in series with the transistor Q1 and a constant voltage diode ZD1 connected between one end of the resistor R1 and the control terminal (gate) of the transistor Q1. .. When the voltage generated in the resistor R1 by the current flowing through the resistor R1 becomes equal to or greater than the sum of the breakdown voltage of the constant voltage diode ZD1 and the threshold voltage of the transistor Q1 (that is, the first predetermined value), the gate potential of the transistor Q1 drops and the transistor The current flowing through Q1 is limited. That is, the transistor Q1 operates in the constant current mode.

次に、以上のように構成された実施の形態2に係る点灯装置10aの動作について説明する。 Next, the operation of the lighting device 10a according to the second embodiment configured as described above will be described.

図4は、実施の形態2に係る点灯装置10aの動作を示すタイミングチャートである。本図では、上から、定電流源11の出力電圧Vdc、LEDユニット14を流れる電流Iout、トランジスタQ1のゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)、トランジスタQ12を流れる電流(つまり、ドレイン電流)Id(Q12)を示す。 FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the lighting device 10a according to the second embodiment. In this figure, from the top, the output voltage Vdc of the constant current source 11, the current Iout flowing through the LED unit 14, the gate-source voltage Vgs (Q1) of the transistor Q1, and the current (that is, drain current) Id (that is, the drain current) flowing through the transistor Q12. Q12) is shown.

時刻t0までは、点灯装置10aは、正常動作をしている。マイコンMCU1は、可視光通信用の信号に基づいて周期的にトランジスタQ1をオンオフさせる制御をしており(ゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)参照)、その結果、LEDユニット14を流れる電流Ioutは断続した電流となっている。出力電圧Vdcは、コンデンサC1によって安定化されている。抵抗R10に生じる電圧は、トランジスタQ10の閾値電圧Vbe以下であり、その結果、トランジスタQ10はオフし、トランジスタQ11はオンし、トランジスタQ12はオフ(ドレイン電流Id(Q12)参照)している。 Until time t0, the lighting device 10a is operating normally. The microcomputer MCU1 controls to periodically turn on / off the transistor Q1 based on the signal for visible light communication (see the gate-source voltage Vgs (Q1)), and as a result, the current Iout flowing through the LED unit 14 is The current is intermittent. The output voltage Vdc is stabilized by the capacitor C1. The voltage generated in the resistor R10 is equal to or less than the threshold voltage Vbe of the transistor Q10, and as a result, the transistor Q10 is turned off, the transistor Q11 is turned on, and the transistor Q12 is turned off (see drain current Id (Q12)).

時刻t0において、負荷配線15とLEDユニット14との接触不良等により、LEDユニット14が点灯装置10aから切り離され、電流経路が断線したとする。すると、LEDユニット14を流れる電流Ioutはゼロとなり、定電流源11は出力電圧Vdcを上昇させ、コンデンサC1を充電する。なお、マイコンMCU1は、トランジスタQ1をオンオフさせる制御を継続する(ゲート・ソース間電圧Vgs(Q1)参照)。 It is assumed that at time t0, the LED unit 14 is disconnected from the lighting device 10a due to poor contact between the load wiring 15 and the LED unit 14, and the current path is disconnected. Then, the current Iout flowing through the LED unit 14 becomes zero, the constant current source 11 raises the output voltage Vdc, and the capacitor C1 is charged. The microcomputer MCU1 continues the control to turn on / off the transistor Q1 (see the gate-source voltage Vgs (Q1)).

時刻t1において、負荷配線15とLEDユニット14との接触不良の解消等により、LEDユニット14が点灯装置10aに再接続され、電流経路が導通したとする。この状態では、出力電圧Vdcが大きくなっており、コンデンサC1が充電されているために、電流経路が導通すると、トランジスタQ1がオンしたときに、LEDユニット14に大きな電流が流れる。このとき、定電流制御回路12aにおいて、抵抗R1に生じる電圧が定電圧ダイオードZD1の降伏電圧とトランジスタQ1の閾値電圧との和(つまり、第1所定値)以上となり、トランジスタQ1のゲート電位が下がってトランジスタQ1を流れる電流が制限される。つまり、トランジスタQ1が定電流モードで動作する。 It is assumed that at time t1, the LED unit 14 is reconnected to the lighting device 10a and the current path is conducted due to the elimination of poor contact between the load wiring 15 and the LED unit 14. In this state, the output voltage Vdc is large and the capacitor C1 is charged. Therefore, when the current path is conducted, a large current flows through the LED unit 14 when the transistor Q1 is turned on. At this time, in the constant current control circuit 12a, the voltage generated in the resistor R1 becomes equal to or greater than the sum of the breakdown voltage of the constant voltage diode ZD1 and the threshold voltage of the transistor Q1 (that is, the first predetermined value), and the gate potential of the transistor Q1 drops. The current flowing through the transistor Q1 is limited. That is, the transistor Q1 operates in the constant current mode.

また、バイパス回路16において、抵抗R10に生じる電圧が上昇し、トランジスタQ10がオンし、トランジスタQ11がオフし、トランジスタQ12がオンし、その結果、抵抗R14を介してトランジスタQ12にバイパス電流が流れる。つまり、LEDユニット14及びトランジスタQ1に流れる電流が第2所定値以上となり、バイパス回路16にバイパス電流が流れる。バイパス電流が流れたことにより、コンデンサC1の電荷は放電され、出力電圧Vdcは、急速に低下していく。 Further, in the bypass circuit 16, the voltage generated in the resistor R10 rises, the transistor Q10 turns on, the transistor Q11 turns off, the transistor Q12 turns on, and as a result, a bypass current flows through the resistor R14 through the transistor Q12. That is, the current flowing through the LED unit 14 and the transistor Q1 becomes equal to or higher than the second predetermined value, and the bypass current flows through the bypass circuit 16. Due to the flow of the bypass current, the electric charge of the capacitor C1 is discharged, and the output voltage Vdc drops rapidly.

時刻t2において、出力電圧Vdcが通常時のレベルまで低下し、LEDユニット14を流れる電流も通常のレベルとなり、定電流制御回路12aによる定電流制御は解除される。さらに、トランジスタQ10がオフし、トランジスタQ11がオンし、トランジスタQ12がオフし、その結果、トランジスタQ12によるバイパス電流はなくなる。 At time t2, the output voltage Vdc drops to the normal level, the current flowing through the LED unit 14 also reaches the normal level, and the constant current control by the constant current control circuit 12a is canceled. Further, the transistor Q10 is turned off, the transistor Q11 is turned on, and the transistor Q12 is turned off, so that the bypass current due to the transistor Q12 disappears.

このように、本実施の形態に係る点灯装置10aは、実施の形態1と同様に、LEDユニット14に電流を印加する装置であって、定電流源11と、定電流源11の出力端子に接続されたコンデンサC1と、コンデンサC1と並列に接続され、かつ、LEDユニット14と直列に接続されるトランジスタQ1と、可視光通信用の信号に基づいてトランジスタQ1をオンオフさせる変調回路(変調部13のマイコンMCU1等)と、トランジスタQ1を流れる電流が第1所定値以上である場合に、トランジスタQ1を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路12aとを備える。 As described above, the lighting device 10a according to the present embodiment is a device that applies a current to the LED unit 14 as in the first embodiment, and is applied to the constant current source 11 and the output terminals of the constant current source 11. The connected capacitor C1, the transistor Q1 connected in parallel with the capacitor C1 and connected in series with the LED unit 14, and the modulation circuit (modulator 13) that turns the transistor Q1 on and off based on the signal for visible light communication. The microcomputer MCU1 and the like) and a constant current control circuit 12a that controls a constant current to make the current flowing through the transistor Q1 constant when the current flowing through the transistor Q1 is equal to or higher than the first predetermined value.

これにより、接続不良等によって点灯中にLEDユニット14と点灯装置10aとが断線して再接続されるという異常(つまり、脱着)が発生した場合であっても、トランジスタQ1を流れる電流が第1所定値以上となった後に定電流となる。よって、過大な電流がLEDユニット14に印加されてLEDユニット14が破壊されてしまうことが抑制される。 As a result, even if an abnormality (that is, attachment / detachment) occurs in which the LED unit 14 and the lighting device 10a are disconnected and reconnected during lighting due to a poor connection or the like, the current flowing through the transistor Q1 is the first. After the value exceeds a predetermined value, the current becomes constant. Therefore, it is possible to prevent the LED unit 14 from being destroyed by applying an excessive current to the LED unit 14.

また、本実施の形態に係る点灯装置10aでは、定電流制御回路12aは、トランジスタQ1と直列に接続された抵抗R1と、抵抗R1の一端とトランジスタQ1の制御端子(ゲート)との間に接続された定電圧ダイオードZD1とを含む。 Further, in the lighting device 10a according to the present embodiment, the constant current control circuit 12a is connected between the resistor R1 connected in series with the transistor Q1 and one end of the resistor R1 and the control terminal (gate) of the transistor Q1. Includes the Zener diode ZD1.

これにより、可視光通信用のスイッチ素子が定電流制御にも兼用され、点灯装置10の回路がコンパクト化される。また、抵抗R1と定電圧ダイオードZD1とを用いた簡単な構成で定電流制御回路12aが実現される。 As a result, the switch element for visible light communication is also used for constant current control, and the circuit of the lighting device 10 is made compact. Further, the constant current control circuit 12a is realized by a simple configuration using the resistor R1 and the constant voltage diode ZD1.

また、本実施の形態に係る点灯装置10aは、さらに、定電流源11の出力端子に接続され、LEDユニット14及びトランジスタQ1に流れる電流をバイパスさせるバイパス回路16を備える。バイパス回路16は、LEDユニット14及びトランジスタQ1に流れる電流が第2所定値以上である場合に、LEDユニット14及びトランジスタQ1に流れる電流をバイパスさせる。 Further, the lighting device 10a according to the present embodiment further includes a bypass circuit 16 that is connected to the output terminal of the constant current source 11 and bypasses the current flowing through the LED unit 14 and the transistor Q1. The bypass circuit 16 bypasses the current flowing through the LED unit 14 and the transistor Q1 when the current flowing through the LED unit 14 and the transistor Q1 is equal to or higher than the second predetermined value.

これにより、接続不良等によって点灯中にLEDユニット14と点灯装置10とが断線して再接続されるという異常が発生した場合であっても、定電流源11から電流がバイパスされ、LEDユニット14及びトランジスタQ1に過電流が流れることが抑制される。よって、過大な電流がLEDユニット14に印加されてLEDユニット14が破壊されてしまうことが抑制される。 As a result, even if an abnormality occurs in which the LED unit 14 and the lighting device 10 are disconnected and reconnected during lighting due to a poor connection or the like, the current is bypassed from the constant current source 11 and the LED unit 14 is used. And the flow of overcurrent to the transistor Q1 is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the LED unit 14 from being destroyed by applying an excessive current to the LED unit 14.

また、実施の形態1では、コンデンサC1の容量が大きい場合にはトランジスタQ1への電力ストレスが大きくなる傾向があるが、本実施の形態のバイパス回路16により、その電力ストレスが低減される。 Further, in the first embodiment, when the capacitance of the capacitor C1 is large, the power stress on the transistor Q1 tends to be large, but the bypass circuit 16 of the present embodiment reduces the power stress.

また、抵抗R14によってサージ電力を吸収することで、トランジスタQ12を大型化することなく点灯装置10aを設計することもできる。 Further, by absorbing the surge power by the resistor R14, the lighting device 10a can be designed without increasing the size of the transistor Q12.

(実施の形態3)
次に、実施の形態3として、上記実施の形態に係る点灯装置10及び10aの応用例を説明する。
(Embodiment 3)
Next, as the third embodiment, application examples of the lighting devices 10 and 10a according to the above embodiment will be described.

図5は、実施の形態3の応用例に係る照明器具20の外観図である。照明器具20は、部屋の天井、壁又は柱等に設置されるスポットライトであり、回路ボックス21、灯体22及び配線23を備える。回路ボックス21は、上記実施の形態に係る点灯装置10又は10aを収納しているボックスである。灯体22は、発光素子としてのLED電球を収納している。配線23は、回路ボックス21と灯体22に収納されたLED電球とを電気的に接続する負荷配線の一例である。 FIG. 5 is an external view of the luminaire 20 according to the application example of the third embodiment. The luminaire 20 is a spotlight installed on the ceiling, wall, pillar, or the like of a room, and includes a circuit box 21, a lamp body 22, and wiring 23. The circuit box 21 is a box that houses the lighting device 10 or 10a according to the above embodiment. The lamp body 22 houses an LED bulb as a light emitting element. The wiring 23 is an example of load wiring that electrically connects the circuit box 21 and the LED bulb housed in the lamp body 22.

このような照明器具20は、上記実施の形態に係る点灯装置10又は10aを備えるので、照明と可視光通信とを同時に行う。また、接続不良等によって点灯中にLED電球の灯体22への脱着という異常状態が発生した場合であっても、点灯装置10及び10aを構成する回路素子が破壊されてしまうことが抑制される。 Since such a lighting fixture 20 includes the lighting device 10 or 10a according to the above embodiment, lighting and visible light communication are performed at the same time. Further, even if an abnormal state such as attachment / detachment of the LED bulb to / from the lamp body 22 occurs during lighting due to poor connection or the like, it is possible to prevent the circuit elements constituting the lighting devices 10 and 10a from being destroyed. ..

なお、本図では、照明器具20として、スポットライトが示されたが、点灯装置10又は10aの応用例に係る照明器具としては、スポットライトに限られない。シャンデリア、シーリングライト、スタンド、和風照明、ブラケット、フットライト、ペンダント、ベースライト、ダウンライト、キッチンライト、浴室灯、エクステリアライト等であってもよい。 In this figure, the spotlight is shown as the luminaire 20, but the luminaire according to the application example of the lighting device 10 or 10a is not limited to the spotlight. It may be a chandelier, a ceiling light, a stand, Japanese-style lighting, a bracket, a foot light, a pendant, a base light, a downlight, a kitchen light, a bathroom light, an exterior light, or the like.

図6は、実施の形態3の応用例に係る看板30の外観図である。看板30は、発光素子としてのLED電球(図示せず)とLED電球に電流を印加する上記実施の形態に係る点灯装置10又は10a(図示せず)とを収納している筐体31、及び、表示板32を備える。表示板32は、LED電球によって裏面から照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板であり、例えば、文字が刻まれた半透明の樹脂基板である。 FIG. 6 is an external view of the signboard 30 according to the application example of the third embodiment. The signboard 30 includes a housing 31 that houses an LED bulb (not shown) as a light emitting element and a lighting device 10 or 10a (not shown) according to the above embodiment in which a current is applied to the LED bulb. , The display board 32 is provided. The display board 32 is a display board that is illuminated from the back surface by an LED light bulb and shows at least one of characters and figures, and is, for example, a translucent resin substrate on which characters are engraved.

このような看板30は、上記実施の形態に係る点灯装置10又は10aを備えるので、表示板32による文字等の表示と可視光通信とを同時に行う。可視光通信では、例えば、表示板32に表示された文字を示すデータ、及び/又は、看板30が設置された場所を示すデータが照明光に重畳されて送信される。また、このような看板30によれば、接続不良等によって点灯中にLED電球と点灯装置10又は10aとが断線して再接続されるという異常状態が生じた場合であっても、点灯装置10及び10aを構成する回路素子が破壊されてしまうことが抑制される。 Since such a signboard 30 includes the lighting device 10 or 10a according to the above embodiment, the display of characters and the like on the display board 32 and visible light communication are performed at the same time. In visible light communication, for example, data indicating characters displayed on the display board 32 and / or data indicating the location where the signboard 30 is installed are superimposed on the illumination light and transmitted. Further, according to such a signboard 30, even if an abnormal state occurs in which the LED bulb and the lighting device 10 or 10a are disconnected and reconnected during lighting due to a poor connection or the like, the lighting device 10 is used. And the circuit elements constituting 10a are suppressed from being destroyed.

なお、図6の看板30では、発光素子としてのLEDと表示板32とは別体であったが、一体化されていてもよい。筐体31内に、複数のLEDを並べて配置し、それら複数のLEDの発光色を制御することで、複数のLEDを、表示板として、文字及び図形の少なくとも一つを表示させてもよい。 In the signboard 30 of FIG. 6, the LED as a light emitting element and the display board 32 are separate bodies, but they may be integrated. By arranging a plurality of LEDs side by side in the housing 31 and controlling the emission colors of the plurality of LEDs, the plurality of LEDs may be used as a display board to display at least one of characters and figures.

以上、本発明に係る点灯装置、照明器具及び看板について、実施の形態1〜3に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態1〜3に施したものや、実施の形態1〜3における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。 The lighting device, the luminaire, and the signboard according to the present invention have been described above based on the first to third embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. As long as the gist of the present invention is not deviated, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are applied to the first to third embodiments, and other embodiments constructed by combining some components of the first to third embodiments are also available. , Included within the scope of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、コンデンサC1は、変調部13及び13aに設けられたが、この位置に限られない。定電流源11の出力端子間に接続されるのであれば、定電流源11に内蔵されてもよいし、定電流源11と変調部13及び13aとの間の位置に接続されてもよい。 For example, in the above embodiment, the capacitor C1 is provided in the modulation units 13 and 13a, but the position is not limited to this. If it is connected between the output terminals of the constant current source 11, it may be built in the constant current source 11 or may be connected at a position between the constant current source 11 and the modulation units 13 and 13a.

また、上記実施の形態2では、バイパス回路16は、トランジスタを用いたディスクリートな回路で構成されたが、オペアンプを用いて構成されてもよい。 Further, in the second embodiment, the bypass circuit 16 is configured by a discrete circuit using transistors, but may be configured by using an operational amplifier.

また、上記実施の形態2では、バイパス回路16は、変調部13aに設けられたが、この位置に限られず、定電流源11の出力端子間に接続されるのであれば、定電流源11に内蔵されてもよいし、定電流源11と変調部13aとの間の位置に接続されてもよい。 Further, in the second embodiment, the bypass circuit 16 is provided in the modulation unit 13a, but the bypass circuit 16 is not limited to this position, and if it is connected between the output terminals of the constant current source 11, it can be connected to the constant current source 11. It may be built in, or may be connected at a position between the constant current source 11 and the modulation unit 13a.

10、10a 点灯装置
11 定電流源
12、12a 定電流制御回路
13、13a 変調部(変調回路を含む回路)
14 LEDユニット(発光素子)
16 バイパス回路
C1 コンデンサ
Q1 トランジスタ(スイッチ素子)
20 照明器具
30 看板
32 表示板
10, 10a Lighting device 11 Constant current source 12, 12a Constant current control circuit 13, 13a Modulator (circuit including modulation circuit)
14 LED unit (light emitting element)
16 Bypass circuit C1 capacitor Q1 transistor (switch element)
20 Lighting equipment 30 Signboard 32 Display board

Claims (6)

発光素子に電流を印加する点灯装置であって、
定電流源と、
前記定電流源の出力端子に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサと並列に接続され、かつ、前記発光素子と直列に接続されるスイッチ素子と、
可視光通信用の信号に基づいて前記スイッチ素子をオンオフさせる変調回路と、
前記スイッチ素子を流れる電流が第1所定値以上である場合に、前記スイッチ素子を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路とを備え
前記スイッチ素子は、第1トランジスタであり、
前記定電流制御回路は、前記第1トランジスタの制御端子の電圧を制御することにより、前記定電流制御をする
点灯装置。
A lighting device that applies an electric current to a light emitting element.
With a constant current source
A capacitor connected to the output terminal of the constant current source and
A switch element connected in parallel with the capacitor and connected in series with the light emitting element,
A modulation circuit that turns the switch element on and off based on a signal for visible light communication,
A constant current control circuit that controls a constant current to make the current flowing through the switch element constant when the current flowing through the switch element is equal to or higher than a first predetermined value is provided .
The switch element is a first transistor and
The constant current control circuit is a lighting device that controls the constant current by controlling the voltage of the control terminal of the first transistor.
前記定電流制御回路は、
前記スイッチ素子と直列に接続された抵抗と、
前記抵抗に生じた電圧に依存して前記第1トランジスタの制御端子の電圧を制御する第2トランジスタとを含む
請求項記載の点灯装置。
The constant current control circuit
A resistor connected in series with the switch element,
Lighting apparatus of claim 1 further comprising a second transistor for controlling the voltage of the control terminal of the first transistor depends on the voltage generated in the resistor.
前記定電流制御回路は、
前記スイッチ素子と直列に接続された抵抗と、
前記抵抗の一端と前記第1トランジスタの制御端子との間に接続された定電圧ダイオードとを含む
請求項記載の点灯装置。
The constant current control circuit
A resistor connected in series with the switch element,
Lighting apparatus of claim 1 further comprising connected a constant voltage diode between a control terminal of the first transistor and one end of the resistor.
さらに、前記定電流源の出力端子に接続され、前記発光素子及び前記スイッチ素子に流れる電流をバイパスさせるバイパス回路を備え、
前記バイパス回路は、前記発光素子及び前記スイッチ素子に流れる電流が第2所定値以上である場合に、前記発光素子及び前記スイッチ素子に流れる電流をバイパスさせる
請求項1〜のいずれか1項に記載の点灯装置。
Further, a bypass circuit connected to the output terminal of the constant current source and bypassing the current flowing through the light emitting element and the switch element is provided.
The bypass circuit according to any one of claims 1 to 3 for bypassing the current flowing through the light emitting element and the switch element when the current flowing through the light emitting element and the switch element is equal to or higher than a second predetermined value. The lighting device described.
発光素子と、
前記発光素子に電流を印加する請求項1〜のいずれか1項に記載の点灯装置と
を備える照明器具。
Light emitting element and
A lighting fixture comprising the lighting device according to any one of claims 1 to 4 , wherein a current is applied to the light emitting element.
発光素子と、
前記発光素子に電流を印加する請求項1〜のいずれか1項に記載の点灯装置と、
前記発光素子によって照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板と
を備える看板。
Light emitting element and
The lighting device according to any one of claims 1 to 4 , wherein a current is applied to the light emitting element.
A signboard illuminated by the light emitting element and comprising a display board showing at least one of characters and figures.
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