JP7134705B2 - 複数の発光体により共有される電流源 - Google Patents

Description

本発明は、照明及び信号灯、特に自動車用の分野に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）光源は、特に自動車の照明及び信号等の分野でますます一般的に使用されてきている。この光源のタイプは、バイアスされており、従来、温度、及び、色（色モデル用）又は発光スペクトル（白色光を放出するモデル用）を制御するために、その中を流れる電流を管理して電力が供給される。この目的のため、従来、１つのＬＥＤに対して、１つの電流源が供給されていた。

しかしながら、電流源は、無視できないコストを有し、これは、多くの光源を含むモジュールの状況において特に不利であることが判明している。

本発明の目的は、前述の従来技術の欠点の少なくとも１つを軽減することである。より詳細には、本発明の目的は、経済的かつ効果的な光源の電源を提供することである。

本発明の１つの主題は、キャリアと、前記キャリア上に配置され、共有の電極を有する少なくとも２つの発光体と、を備える光源と、前記発光体に電力を供給する、電子回路と、を備え、
前記電流供給電子回路が、スイッチを介して前記光源の発光体と接続される、電流源と、前記スイッチを、前記発光体に前記電流源により選択的に電力を供給されることを可能とするように制御する、制御回路と、を備えることが注目に値する照明モジュールである。

有利には、前記制御回路は、それぞれの発光体に電力を、別個の期間、すなわち、重ならない（オーバーラップしない）期間において供給する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記スイッチは、第１スイッチと、第２スイッチと、を備え、前記電流源は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチにそれぞれ、前記発光体に共通する前記電極で接続される、電流入力端子及び電流出力端子を備える。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記光源のそれぞれの前記発光体は、特定の電極を備え、前記モジュールは、前記電極と接続される回路を備え、前記スイッチは、第３スイッチ及び第４スイッチを備え、前記電流源の前記電流入力及び出力端子は、前記接続回路と、前記第３及び第４スイッチによりそれぞれ接続される。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記第３及び第４スイッチのそれぞれは、閉じた状態において、前記発光体のうち１つを短絡回路にする。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記接続回路は、電圧源を備える。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記光源の前記発光体のそれぞれは、カソード及びアノードを備える発光ダイオードであり、前記光源の前記共有電極は、前記発光体のカソード及びアノードに対応する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記スイッチは、絶縁ゲート電界効果トランジスタであってもよい。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記スイッチを制御する前記制御回路は、前記光源の前記発光体に、少なくとも２００Ｈｚの周波数で、前記発光体が前記光源ごとに２つである場合、交互に電力を供給し、前記発光体が前記光源ごとに３つ以上である場合、連続して繰り返し電力を供給する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記光源の前記発光体は、色温度が互いに少なくとも１０００Ｋ相違する、複数の白色の光スペクトルを放出する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記光源の前記発光体は、それぞれ異なる単色の波長を放出する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記光源の前記発光体は、赤色、緑色及び青色の光を放出する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記スイッチを制御する前記制御回路は、前記光源の前記発光体に、パルス幅変調の信号を介して電力を供給する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記モジュールは、複数の光源を備え、前記電力供給電子回路は、光源ごとに１つの電流源、及び、それぞれの電流源と対応する前記光源とを電気的に接続するスイッチと、を備える。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記スイッチを制御する前記制御回路は、前記光源の前記スイッチ及び電流源に共通である。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記光源は、選択的に稼働され、前記モジュールは、補償照明モジュールである。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、前記モジュールは、自動車の車室内の照明モジュール、特に、天井灯である。

本発明の手段は、１つの電流源が光源の複数の発光体により共有されることを可能にする点で有利である。この共有により、必要とされる電流源の数を少なくとも半分にすることができる。３つの発光体を備える光源の場合、電流源の数の減少は、３倍となる。加えて、スイッチの制御回路は、それらを通過する電流の流れを制御するために、パルス幅変調により、スイッチを制御することができる。パルス幅変調によれば、１又はそれぞれの発光体の供給フェーズのそれぞれの間において、そのような変調であることを意味する。

本発明の他の特徴及び利点は、明細書及び図面からよりよく理解されるであろう。

従来技術による２つのＬＥＤ光源の供給の回路図である。 本発明による同じ光源の２つの発光体の供給の回路図である。

図１は、従来技術の２つのＬＥＤ光源１０４、１０６を備える照明モジュール１０２を示す。より詳しくは、図１は、問題のモジュールの光源１０４、１０６に電力を供給するための回路１０８を示す。見て取れるように、電力供給回路１０８は、光源１０４、１０６にそれぞれ電気的に直列に接続された２つの電流源１１０、１１２を備える。光源及びそれらのそれぞれの電流源は、並列に接続され、電流供給回路１０８は、光源と電流源とを並列に接続する回路を備え、接続回路は、この場合、電圧源１１４を備える。電流源１１０、１１２は、電圧源１１４によって生成される電流である光源１０４、１０６に流れる電流を調整する手段を備える。このような電流調整手段は、当業者には周知である。

図２は、本発明による照明モジュールの供給の回路図８を示す。図１と同様に、モジュールは、２つのＬＥＤ発光体４、６を備える。しかしながら、図１とは逆に、これらの発光体４、６は、同じキャリア上に配置され、したがって、２つの発光領域を有する光源４、６の同じ構成要素の一部を形成し、これらの２つの領域は、あるいは独立して電力が供給される。より正確には、第１エミッタ４は、アノード４．１と、カソード４．２と、を備え、同様に、第２エミッタ６は、アノード６．１と、カソード６．２と、を備える。第１エミッタ４のカソード４．２は、第２エミッタのアノード６．１と電気的に直接接続され、共通電極を形成する。アノード４．１とカソード６．２は、光源の３つの電極の他の２つの電極を形成する。

電力供給回路８は、電力を発光体４にある程度の時間、及び、電力を発光体６にある程度の時間、供給する共通の電流源１０を備える。この場合、単一の電流源１０が設けられているが、複数の発光源に共通の電流源を複数（特に、並列に配置すること）が供給されることが想定されることを理解されたい。電流源１０は、スイッチ１６、１８、２０、２２によって光源の電極に電気的に接続される。より正確には、電流源１０は、電流入力の第１端子１０．１及び電流出力の第２端子１０．２を備え、これら２つの端子は、電流源の電気的接続を保証する。各端子１０．１、１０．２は、それぞれ、スイッチ１６、１８を介して光源の共通電極４．２、６．１に電気的に接続される。端子１０．１、１０．２もまた、スイッチ２０、２２を介して光源４、６の接続回路に接続される。より正確には、電流源１０の電流入力端子１０．１は、スイッチ２０を介して電圧源１４の正の端子に接続され、前記スイッチを閉じることは、第１発光体４の回路を短絡させる。同様に、電流源１０の電流出力端子１０．２は、スイッチ２２を介して電圧源１４の負の端子（この場合、接地される）に接続される。このスイッチを閉じることは、第２発光体６の短絡回路の効果を有する。

電力供給回路８はまた、スイッチ１６、１８、２０、２２を制御する制御回路１２を備える。図２に示されるように、この回路は、スイッチ１６、２２、及び、スイッチ１８、２０を選択的に制御する。これらのスイッチは、有利には、絶縁ゲートの電界効果トランジスタであってもよい。制御信号がない場合、それらは、開放され、電流を通過させない。

第１制御モードでは、スイッチ１６、２２のみが閉じられる。これは、電圧源１４により生成された電流が、電流の調整を保証する電流源を介して第１発光体４に排他的に流れることを意味する。第２制御モードでは、スイッチ１８、２０のみが閉じられ、これは、電流が第２発光体６を通して排他的に電流が流れることを意味する。

制御回路１２は、このように、２つの発光体４、６間の電流源１０の接続時間を共有する。したがって、単一の電流源は、複数の発光体に電力を供給し、したがって、電流源の数を削減することができる。この共有は、特にパルス幅変調（ＰＷＭ）により電流が調整されるコンテキストにおいては、特に有利である。特に、この手法で光源に電力を供給することは、供給電力のいくらかのみが使われることを意味し、複数の発光体の間で電流源を共有することがより有利とする。

制御回路１２は、例えば、１００Ｈｚより高いか等しい、望ましくは２００Ｈｚよりも高いか等しい所与の周波数において問題となる２つのモード間をスイッチする。したがって、発光体は、それらがいくらかの時間の間においてのみ電力が供給されるものであったとえしても、連続的に点灯している印象を与える。スイッチの制御信号は、パルス幅変調であってもよく、（電流源がどのように共有されるかの設定に加え、）各共有モード間における電流の調整手段となる。この場合、電流源は、例えば、定電流を供給するように、より簡単な方法で構成又は製造することができる。

上述した例においては、光源は、２つの発光体４、６を備える。しかしながら、例えば、３つの発光体といったようなさらなる数の発光体を備えていてもよいことに理解されたい。この場合、２つの追加のスイッチを備えつけることにより可能となる。第３発光体は、第１発光体４及び第２発光体６のうち１つと並行に設置されてもよい。追加のスイッチは、そうすると、１つのスイッチが２つの並行するブランチのそれぞれを通電するように位置されてもよく、これは、電流が流れるブランチを選択することを可能とする。他の構成が可能であることもまた、理解されたい。

光源４、６は、白色光を生成するタイプであってもよい。この場合、発光体は、異なる色温度の光を生成するように構成され、この差異は、１０００Ｋよりも大きいか、等しく手もよい。さらに正確には、発光体の１つは、所謂暖色系の白色、すなわち、２７００Ｋから始まる色温度の光を生成してもよいし、他の発光体は、所謂寒色系の白色、すなわち、６５００Ｋで終わる色温度の光を生成してもよい。双方のエミッタに電力を供給すると、中間の色温度の白色光を生成し、特に、これは、電流源がどのように共有されるかに依存する。

代わりに、光源は、様々な疑似単色を生成するような色のタイプであってもよい。例として、３つの発光体を備えていてもよく、すなわち、赤色光を生成する第１エミッタ、緑色光を生成する第２エミッタ、及び、青色光を生成する第３エミッタを備えていてもよい。特に、問題の３つのエミッタ間で電流源がどのように共有されるかに応じて、様々な色を得ることができる。

照明モジュールは、複数の、又は、多くの光源を備えていてもよく、対応する電流源を備えていてもよい。このようして、これらの光源は、マトリクスアレイを形成するように設置してもよい。それらは、自由に電力を供給することができる。

Claims (14)

1. キャリアと、前記キャリア上に配置され、共有の電極（４．２／６．１）を有する少なくとも２つの発光体である第１発光体（４）及び第２発光体（６）と、を備える、光源と、
   前記第１発光体及び前記第２発光体に電力を供給する、電力供給電子回路（８）と、
   を備え、
   前記電力供給電子回路は、
   電流源（１０）と、
   前記第１発光体の第２端（４．２）と前記電流源の第１端（１０．１）との間に接続される、第１スイッチ（１６）と、
   前記第２発光体の第１端（６．１）と前記電流源の第２端（１０．２）との間に接続される、第２スイッチ（１８）と、
   前記第１発光体の第１端（４．１）と前記電流源の第１端との間に接続される、第３スイッチ（２０）と、
   前記第２発光体の第２端（６．２）と前記電流源の第２端との間に接続される、第４スイッチ（２２）と、
   前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを制御し、前記第１発光体又は前記第２発光体に選択的に前記電流源から電力を供給する制御をする、制御回路（１２）と、
   を備える、
   ことを特徴とする照明モジュール。
2. 前記電流源の第１端と前記電流源の第２端との間に接続される、接続回路（１４）、を備え、
   前記電流源の第１端及び第２端は、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを介して前記接続回路とそれぞれ接続される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明モジュール。
3. 前記第３スイッチ及び前記第４スイッチのそれぞれは、閉じた状態において、前記第１発光体及び前記第２発光体のうち１つを短絡回路にすることを特徴とする請求項２に記載の照明モジュール。
4. 前記接続回路は、電圧源（１４）を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の照明モジュール。
5. 前記光源の前記第１発光体及び前記第２発光体のそれぞれは、カソード（４．２，６．２）及びアノード（４．１，６．１）を備える発光ダイオードであり、前記光源の前記共有の電極は、前記第１発光体のカソード（４．２）及び前記第２発光体のアノード（６．１）に対応することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の照明モジュール。
6. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチは、絶縁ゲート電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の照明モジュール。
7. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを制御する前記制御回路は、前記光源の前記第１発光体及び前記第２発光体に、少なくとも２００Ｈｚの周波数で、
   前記第１発光体及び前記第２発光体が前記光源ごとに２つである場合、交互に電力を供給し、
   前記第１発光体及び前記第２発光体が前記光源ごとに３つ以上である場合、連続して繰り返し電力を供給する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の照明モジュール。
8. 前記光源の前記第１発光体及び前記第２発光体は、色温度が互いに少なくとも１０００Ｋ相違する、複数の白色の光スペクトルを放出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の照明モジュール。
9. 前記光源の前記第１発光体及び前記第２発光体は、それぞれ異なる単色の波長を放出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の照明モジュール。
10. 前記光源の前記第１発光体及び前記第２発光体は、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ発光する請求項９に記載の照明モジュール。
11. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを制御する前記制御回路は、前記光源の前記第１発光体及び前記第２発光体に、パルス幅変調の信号を介して電力を供給することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の照明モジュール。
12. 複数の前記光源を備え、
    前記電力供給電子回路は、
    前記光源ごとに、１つの前記電流源と、
    前記光源ごとに、それぞれの前記電流源と、対応する前記光源と、を電気的に接続する前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチと、
    を備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の照明モジュール。
13. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを制御する前記制御回路は、前記複数の光源の前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチ並びに前記電流源に共通であることを特徴とする請求項１２に記載の照明モジュール。
14. 前記複数の光源が選択的に稼働される、補償照明モジュールであることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の照明モジュール。

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