JP7019173B2 - Led照明装置、led照明システム及びled駆動方法 - Google Patents
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Description
これに対し、LED素子は、輝線スペクトルの発光波長スペクトルを有するため、例えば、三原色にそれぞれ対応する3種類のLED素子の発光強度のバランスを調整することによって、所望の色を得ている。具体的には、LED素子の出力する三原色にそれぞれ相当する色度図上の3点を結ぶ三角形で囲まれた範囲内の色を、混合色として得ることができる。
しかし、LED素子の色の種類を増加させることは、照明装置の製造コストの増大を招くため、好ましくない。
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態に係るLED照明システムのブロック図を示す。同図に示すように、LED照明システムは、LED素子を駆動するLED駆動回路1を備えたLED照明装置2と、操作部(コンソール)3とから構成されている。
3種類のLED素子は、それぞれ別個のLED駆動回路1で駆動されるが、図1では、3つのLED駆動回路1のうち1のブロックだけを代表して示す。
なお、電圧増減回路32は、入力したPWM信号の信号強度よりも、出力するPWM信号強度を低くすることもできる。
このように、PWM信号生成回路30は、PWM信号のデューティー比を制御するとともに、PWM信号の信号強度を制御する。
しかし、本実施形態では、NPN型トランジスタ10は、単なるスイッチング素子としてだけではなく、以下に説明するように、PWM信号の信号強度をLED駆動電流IFの大きさに反映させる電流制御素子としても機能する。
例えば、ベース電圧VB=1.0Vのときに、エミッタ電圧VE=1-0.7=0.3Vであるのに対し、ベース電圧VB=5.0Vのときは、エミッタ電圧VE=5-0.7=4.3Vとなる。
IF(A)≒(VB―0.7(V))÷1(Ω)LIMIT ・・・(1)
そして、式(1)から明らかなように、ベース電圧Bが上昇すると、LED
素子の駆動電流IFも上昇する。
まず、色度図のX-Y座標上に、赤色LED素子の出力光の色を点Rで示し、青色LED素子の出力光の色を点Bで示す。
このとき、LED照明装置2は、点R、B、G1を頂点とする実線の三角形で囲まれた範囲内の色を混合色として表現することができる。この範囲には、色度図中に破線円ygで示した領域に相当する黄緑色が含まれる。したがって、PWM信号の信号強度が低いときには、黄緑色を表現することができる。
このとき、LED照明装置2は、点R、B、G2を頂点とする破線の三角形で囲まれた範囲内の色を混合色として表現することができる。この範囲には、色度図中に破線円gbで示した領域に相当する青緑色が含まれる。したがって、PWM信号の信号強度が低いときには、青緑色を表現することができる。
なお、いずれの場合においても、図3の色度図中に破線円wで示した領域に相当する白色は、三原色の混合色として表現することができる。
これに対し、青緑色を表現する場合には、操作部3から、LED照明装置2の緑色LED素子のLED駆動回路1のCPU31に、外部信号として、PWM信号の信号強度を高くする調色信号を入力するとよい。
このように、本実施形態のLED照明装置2及びLED照明システムは、LED素子の種類を増やすことなく、表現可能な色の範囲を拡大することができる。
タイムチャートの上段は、CPU31より出力されるPWM信号を表し、中段は、CPU31から切替抵抗部33へ出力される抵抗切替信号を表し、下段は、電圧増減回路32から出力されるPWM信号を表す。
したがって、開始からt2までの間、緑色LEDは、黄味がかった緑色の出力光で、徐々に明るさを増加している。
さらに、t3以降、緑色LEDは、青味がかった緑色の出力光で、全灯状態から消灯状態まで、t4を経て徐々に明るさを減少させていく。
また、LED照明システムの操作部3では、例えば、調光操作をしつつ、t2の時点で、調色信号を切り替えることにより、上記の演出を表現することができる。
このように、本実施形態のLED照明装置2及びLED照明システムによれば、三原色に相当する3種類のLED素子だけあっても、広い範囲の色を表現することできる。
図5に、本発明の第2実施形態に係るLED駆動回路の回路図を示す。
なお、本実施形態では、第1実施形態のLED駆動回路と同一の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
また、本実施形態のLED駆動回路を、第1実施形態のLED駆動回路の代わりに組み込むことにより、第1実施形態と同様に、本発明のLED照明装置及びLED照明システムを構成することができる。
調整回路20aにおいて、第2の電流制御抵抗22は、第2のNPN型トランジスタ12(TR2)を介して接地されている。第2のNPN型トランジスタ12は、CPU31からベース端子Bに入力されるパルス電流調整信号によって、ON/OFF状態が制御され、第2のNPN型トランジスタ12を流れるエミッタ電流のスイッチング素子として機能する。
タイムチャートの上から1段目は、CPU31より出力されるPWM信号を表し、2段目は、CPU31から切替抵抗部33へ出力される抵抗切替信号を表し、3段目は、CPU31から調整回路20aの第2のNPN型トランジスタ12へ出力されるパルス電流調整信号を表し、4段目は、電圧増減回路32から出力されるPWM信号を表し、5段目は、LED駆動電流IFを表す。
したがって、開始からt5までの間、緑色LEDは、黄味がかった緑色の出力光で、徐々に明るさを増加している。
また、LED照明システムの操作部3では、例えば、調光操作をしつつ、t5の時点で調色信号を切り替え、さらに、t6の時点でパルス電流調整信号を切り替えることにより、上記の演出を表現することができる。
このように、本実施形態のLED照明装置2及びLED照明システムによれば、三原色に相当する3種類のLED素子だけあっても、より広い範囲の色を表現することできる。
図7に、本発明の第3実施形態に係るLED駆動回路の回路図を示す。
なお、本実施形態では、第1実施形態のLED駆動回路と同一の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
また、本実施形態のLED駆動回路を、第1実施形態のLED駆動回路の代わりに組み込むことにより、第1実施形態と同様に、本発明のLED照明装置及びLED照明システムを構成することができる。
なお、電圧増減回路32は、入力したPWM信号の信号強度よりも、出力するPWM信号強度を高くすることもできる。
タイムチャートの上から1段目は、CPU31より出力されるPWM信号を表し、2段目は、CPU31から切替抵抗部33へ出力される抵抗切替信号を表し、3段目は、電圧増減回路32から出力されるPWM信号を表し、4段目は、PNP型トランジスタ10aのベース端子Bを流れるベース電流IBを表し、5段目は、LED駆動電流IFのパルス電流波形を表す。
t7以前の時点では、抵抗切替信号がLのままであり、電圧増減回路32から出力され、PNP型トランジスタ10aのベース端子Bに入力されるPWM信号のVBは低いままであり、緑色LED素子の出力光の色は、黄味がかった緑のままである。
そして、t7からt8まで、緑色LEDは、青味がかった緑色の出力光で、全灯状態まで徐々に明るさを増加している。さらに、t8以降、緑色LEDは、青味がかった緑色の出力光で、全灯状態から消灯状態まで徐々に明るさを減少させていく。
このように、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、緑色LED素子の明るさと色味を制御することができる。
上述した実施形態では、切替抵抗を切り替えることによって、PWM信号の信号強度を切り替えたが、本発明では、PWM信号の信号強度の切り替え方法はこれに限定されない。また、PWM信号の信号強度は多段階に切り替えてもよいし、連続的に変化させてもよい。
12 (第2の)NPN型トランジスタ(TR2)
20 (第1の)電流制限抵抗(1LIMIT)
20a 調整回路
22 (第2の)電流制限抵抗
30 PWM信号生成回路
31 CPU
32 電圧増減回路
33 切替抵抗部
Claims (6)
- 互いに異なる波長の光を出力する少なくとも3種類のLED素子と、
前記少なくとも3種類のLED素子のうちの少なくとも1種類の被制御LED素子を駆動するLED駆動回路と
を備えた、LED照明装置であって、
前記LED駆動回路は、
電圧波形が矩形状に変化するパルス信号を生成するパルス信号生成部と、前記パルス信号のデューティー比を制御するPWM制御部と、前記パルス信号の信号強度を第1の信号強度と前記第1の信号強度とは異なる第2の信号強度とで切り替えて制御する電圧制御部と、を有し、前記PWM制御部により前記デューティー比が制御され、かつ前記電圧制御部により前記信号強度が制御された前記パルス信号をPWM信号として出力するPWM信号生成回路と、
前記被制御LED素子のカソード側に接続された第1端子と、電流制御抵抗を介して接地された第2端子と、前記PWM信号が入力される制御端子と、を有し、前記PWM信号のデューティー比により前記被制御LED素子の出力光の明るさを制御するために、前記PWM信号によりスイッチング素子として機能し、かつ、前記PWM信号が前記第2の信号強度のときに、前記PWM信号が前記第1の信号強度のときの前記少なくとも3種類のLED素子から出力された光の混合色として表現可能であった範囲外の混合色を表現するように、前記PWM信号の信号強度により前記被制御LED素子の出力光の波長を制御するために、前記PWM信号の信号強度を前記被制御LED素子の駆動電流の大きさに反映させる電流制御素子としても機能するトランジスタ素子と、
を備えたことを特徴とするLED照明装置。 - 前記LED駆動回路が、前記電流制御抵抗の合成抵抗値を変える調整回路を更に備えた
ことを特徴とする請求項1記載のLED照明装置。 - 前記トランジスタ素子は、NPN型トランジスタであり、
前記第1端子は、コレクタ端子であり、
前記第2端子は、エミッタ端子であり、
前記制御端子は、ベース端子である
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のLED照明装置。 - 前記トランジスタ素子は、PNP型トランジスタであり、
前記第1端子は、エミッタ端子であり、
前記第2端子は、コレクタ端子であり、
前記制御端子は、ベース端子である
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のLED照明装置。 - 請求項1~4のいずれかに記載のLED照明装置と、
前記LED照明装置に、前記被制御LED素子の出力光の明るさを制御する調光信号と、前記被制御LED素子の出力光の発光波長を制御する調色信号とを入力する操作部を備え、
前記LED駆動回路の前記PWM制御部は、前記調光信号に応じて、前記パルス信号のデューティー比を制御し、
前記LED駆動回路の前記電圧制御部は、前記調色信号に応じて、前記パルス信号の信号強度を前記第1の信号強度と前記第2の信号強度とで切り替えて制御する
ことを特徴とするLED照明システム。 - 互いに異なる波長の光を出力する少なくとも3種類のLED素子と、前記少なくとも3種類のLED素子のうちの少なくとも1種類の被制御LED素子を駆動するLED駆動回路とを備えた、LED照明装置における前記被制御LED素子を駆動するLED駆動方法であって、
電圧波形が矩形状に変化するパルス信号を生成し、
前記パルス信号のデューティー比を制御し、
前記パルス信号の信号強度を第1の信号強度と前記第1の信号強度とは異なる第2の信号強度とで切り替えて制御し、
前記デューティー比が制御され、かつ前記信号強度が制御された前記パルス信号をPWM信号として出力し、
前記PWM信号を、前記被制御LED素子のカソード側に接続された第1端子と、電流制御抵抗を介して接地された第2端子とを有するトランジスタ素子の制御端子に入力し、
前記トランジスタ素子を、前記制御端子に入力された前記PWM信号によりスイッチング素子として機能させて、前記PWM信号のデューティー比により前記被制御LED素子の出力光の明るさを制御し、
前記トランジスタ素子を、前記制御端子に入力された前記PWM信号の信号強度を前記被制御LED素子の駆動電流の大きさに反映させる電流制御素子としても機能させて、前記PWM信号が前記第2の信号強度のときに、前記PWM信号が前記第1の信号強度のときの前記少なくとも3種類のLED素子から出力された光の混合色として表現可能であった範囲外の混合色を表現するように、前記PWM信号の信号強度により前記被制御LED素子の出力光の波長を制御する
ことを特徴とするLED駆動方法。
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Citations (3)
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US20070145915A1 (en) | 2003-05-05 | 2007-06-28 | Color Kinetics Incorporated | Lighting methods and systems |
JP2010062349A (ja) | 2008-08-06 | 2010-03-18 | Sharp Corp | Led駆動回路 |
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