JPH0775195B2 - ランプ点灯装置 - Google Patents
ランプ点灯装置Info
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- JPH0775195B2 JPH0775195B2 JP2076893A JP2076893A JPH0775195B2 JP H0775195 B2 JPH0775195 B2 JP H0775195B2 JP 2076893 A JP2076893 A JP 2076893A JP 2076893 A JP2076893 A JP 2076893A JP H0775195 B2 JPH0775195 B2 JP H0775195B2
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- Japan
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- piezoelectric ceramic
- lighting device
- light emitting
- lamp lighting
- emitting diode
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- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
は機械振動等の応力を加えた際発生する電荷を利用して
発光ダイオード等のランプを点灯させるランプ点灯装置
に関する。
は電池や交直流電源からの電力供給が必要である。特に
前者にあっては、使用時電池の残存容量が低下すると光
量が少なくなり、場合によっては点灯しなくなる。この
ため、電池の交換管理は面倒であり、多数のランプ点灯
装置では多くの手間が必要となる欠点があった。
解消し、ランプ点灯装置において、電池に代え、圧電セ
ラミックに力或は機械振動等の応力を加え素子を変形さ
せる。この際発生する電荷を利用して発光ダイオード等
のランプを点灯させれば電池が不要となる。しかしなが
ら、圧電セラミックから発生する電荷は極めて少ないこ
とから、直接ランプを点灯させたとしても十分な光量及
び点灯時間を達成できない。このため、実用化ができな
かった。本発明は電池を使用しないで十分な光量及び点
灯時間を可能とすることを課題としたランプ点灯装置に
関する。
クより発生した電荷を充放電させる充電器と、該充電器
に充電された蓄電電荷によりスイッチングするスイッチ
ング素子と、該スイッチングにより前記充電器からの放
電電流で発光する点灯手段とからなるランプ点灯装置に
よって提供される。また、望ましくは以下の特徴を有す
る。前記スイッチング素子がトリガダイオードである場
合、または、プログラマブル・ユニジャンクション・ト
ランジスタである場合で、これらのいずれかと、前記点
灯手段が発光ダイオードである前記のランプ点灯装置に
よって提供される。
オーバ電圧を越え導通状態となったとき、前記充電器の
蓄電電荷により発光ダイオードが発光する前記のランプ
点灯装置によって提供される。
を加えた際に発生する電荷を利用する。この電荷はコン
デンサ等からなる充電器に充電されていく。充電される
に伴いコンデンサの端子電圧が上昇する。このコンデン
サには直列に接続されているスイッチング素子と負荷と
なる発光ダイオードよりなる閉ループが形成されてい
る。
ング素子の動作に必要なブレークオーバ電圧を越えると
素子はターンオンし導通状態となる。この結果、これと
接続された発光ダイオードにはコンデンサの放電電流が
一挙に流れ発光ダイオードを点灯(発光)させる。放電
電流が0となるとスイッチング素子はターンオフとなり
再度コンデンサは充電状態に戻る。スイッチング素子が
プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタの
場合も基本的には異ならない。相違点は素子の特性から
ゲート電流が一定値を越えるとアノード、カソード間が
導通し前記の発光ダイオードが点灯する。
図1は本発明のランプ点灯装置の一実施例の基本構成を
示すブロック図である。このランプ点灯装置は圧電セラ
ミック1の負荷に充電器2、これにランプ3及びスイッ
チング素子4を接続したものである。図2ないし図4は
圧電セラミックを振動させ、電荷を取り出す例を示した
ものである。図2は円柱状圧電セラミックの振動概念図
である。図では円柱または角柱状圧電セラミック5の両
端面に力Fを加えるとその変形(図の点線、以下同じ)
により両端面の電極間に電荷が発生する。これをリード
線7、8で取り出す。力Fは梃子の原理を利用すると良
い。
ある。板状圧電セラミックの両面に電極を設けた圧電セ
ラミック5、6を極性を合わせ2枚貼り合わせたバイモ
ルフ構造に形成したものである。圧電セラミック5、6
の両端を支持体9、10に載せ、中央部に力Fを加え圧
電セラミックを変形させると、両面の電極間に電荷が発
生する。また、力Fを取り除き元の状態に戻すと逆向き
の電荷が発生する。これらの発生した電荷はリード線
7、8から取り出すことができる。
0.45mmを2枚貼り合わせたバイモルフ構造に形成し
た圧電セラミックに、10ニュートンの力を加えた。こ
の結果では、約0.5μクーロンの電荷の発生があっ
た。これにリード線7、8を通じて発光ダイオードを接
続したが、数μAの電流しか流れなかった。また、周囲
が暗いところでもこの放電電流を利用して発光ダイオー
ドの点灯を試みたが、点灯(発光)は確認できなかっ
た。
の振動概念図である。金属板13上に両面に電極を設け
た圧電セラミック5を貼り、この金属板13の一端は支
持体9により支点となるよう固定する。他端には重り1
2を取り付ける。このようにした圧電セラミック5を支
点を軸に金属板13を振動させる。圧電セラミックはこ
れに伴い変形し電荷を発生する。発生した電荷はリード
線7、8から取り出す。具体的な圧電セラミックの構成
は、ランプ点灯装置の用途により、これらのいずれか、
または、組み合わせにより電荷を取り出すよう工夫すべ
きである。
示した一実施例である。ランプ点灯装置内で圧電セラミ
ック11は2組のダイオード21、22とコンデンサ
(キャパシタ)23、24により閉ループの充電器2を
形成する。圧電セラミック11に加えた力Fにより発生
した電荷は一方のダイオード21を通じてコンデンサ2
3に充電される。他方のコンデンサ24はこの間充電は
中断している。逆に、加えた力Fを取り除くと、圧電セ
ラミック11は元に戻り、前記の発生した電荷と逆方向
の電荷が他方のダイオード22を通じてコンデンサ24
に充電される。一方のコンデンサ23はこの間充電は同
様中断している。
ク11からの電荷が蓄積され、両コンデンサの端子電圧
は加算され発光ダイオード31とスイッチング素子4に
印加された状態となる。これを繰り返していくと、コン
デンサ端子電圧は上昇しスイッチング素子4(トリガダ
イオード41)のブレークオーバ電圧を越え、トリガダ
イオード41が導通(ターンオン、ON)し、コンデン
サ23、24に蓄積された電荷は発光ダイオード31、
トリガダイオード41を通して一気に放電し発光ダイオ
ード31を点灯する。放電を終了すると、端子間電圧が
下がりトリガダイオード41はターンオフ(OFF)し
発光ダイオード31は消灯する。次いで、圧電セラミッ
ク11からの充電器2への電荷の蓄積ステップに戻る。
これらが繰り返されると、圧電セラミック11からの充
電周期ごとに発光ダイオード31が点灯、消灯する、繰
り返し動作になる。なお、厳密には放電時間もあるが放
電回路側の時定数は小さいので、実質的には充電周期ご
とと考えて差し支えない。
デンサ23、24、ブレークオーバ電圧20Vのトリガ
ダイオード41を使用した。このときの発光ダイオード
31へは初期電流値が200mA、時定数τ=10μSの
放電電流が流れ、明るい室内でもはっきりと点灯が確認
でき、かつ、十分な光量が得られた。
例である。図5の実施例と同様、圧電セラミック11は
2組のダイオード21、22とコンデンサ(キャパシ
タ)23、24により閉ループの充電器2を形成する。
作用も同様で、両コンデンサには圧電セラミックからの
電荷が蓄積され、両コンデンサの端子電圧は加算され発
光ダイオード31とスイッチング素子4に印加された状
態となる。ここで、使用されるスイッチング素子として
は、プログラマブル・ユニジャンクション・トランジス
タ(PUT)42を用いた。
に、アノードはコンデンサ23の他端に、カソードは発
光ダイオード31を介してコンデンサ24の他端にそれ
ぞれ接続される。なお、PUTは等価回路(図示せず)
上、2個のトランジスタから構成されている。その動作
に触れると、ゲート電位よりアノード電位が高くなった
時、第1のトランジスタのゲート電流が流れ始め、その
hfe倍のコレクタ電流が第2のトランジスタのゲート電
流に流れて第2のトランジスタをONにし、第1のトラ
ンジスタもONとなる動作を行う。
1に加えた力Fにより、発生した電荷は一方のダイオー
ド22を通じてコンデンサ24に充電される。この時点
ではアノード、カソードは同電位である。逆に加えた力
Fを取り除くと、圧電セラミック11が元に戻る時、前
記の発生した電荷と逆方向の電荷が他方のダイオード2
1を通してコンデンサ23に充電される。このために
は、圧電セラミック11の極性を合わせておくことが必
要である。この結果、両コンデンサには圧電セラミック
からの電荷が蓄積され、両コンデンサの端子電圧は加算
されPUT42のアノード、カソード間及び発光ダイオ
ード31に印加された状態となる。
デンサ23に蓄えられた電荷の増加に依存して増加し、
ゲート電流が流れ始める。このコンデンサ23の電位が
0.6V程度に達するとPUTは導通状態(ターンオ
ン、ON)となり、蓄えられた電荷は発光ダイオード3
1、PUT42を通して一気に放電し発光ダイオード3
1を点灯する。放電が終了するとPUTのアノード、カ
ソード間及びアノード、ゲート間の電位も0VとなりP
UT42は非導通状態(ターンオフ、OFF)に戻り、
発光ダイオード31は消灯する。次いで、前記と同様
に、圧電セラミック11からの充電器2への電荷の蓄積
ステップに戻る。これらが繰り返されると、圧電セラミ
ック11からの充電周期ごとに発光ダイオード31が点
灯、消灯する、繰り返し動作になることは前記と同様で
ある。
ド41、PUT42等のスイッチング素子4を用いた例
を示したが、これらに限定されるものではない。例え
ば、サイリスタ、NPNトランジスタとPNPトランジ
スタを組み合わせてサイリスタと同様機能を持たせた回
路等であっても良好に使用できる。また、発光ダイオー
ドに並列に接続させた耐電圧性を考慮した保護ダイオー
ド、ノイズリミッタの使用等を否定するものではない。
は、靴に本発明のランプ点灯装置を装着することが好適
である。足の動きに伴い、着地、浮揚時に生ずる圧電セ
ラミックへの加振は電荷の発生を生ぜしめる。さらに、
靴への装着は、夜間のジョギング等で後方、又は、前方
等からのランプの点灯、消灯等の点滅確認ができ交通事
故防止等の安全対策の面からも有効である。
が簡単、電池が不要、保守が容易で安価に製作でき、ラ
ンニングコストも安価、もしくは、全くかからない等の
ランプ点灯装置を提供できる。また、短い発光時間であ
っても人間の目の残像作用により発光ダイオードの点灯
が十分確認できた。さらに、ジョギング等で靴に装着し
た場合には、足の動きを利用し圧電セラミックへの加振
と夜間における点灯告知等の役目を果たすことができ
る。
ック図。
図。
を使用したランプ点灯装置。
ユニジャンクション・トランジスタを使用したランプ点
灯装置。
スタ
Claims (4)
- 【請求項1】圧電セラミックより発生した電荷を充放電
させる充電器と、該充電器に充電された蓄電電荷により
スイッチングするスイッチング素子と、該スイッチング
により前記充電器からの放電電流で発光する点灯手段と
からなるランプ点灯装置。 - 【請求項2】前記スイッチング素子がトリガダイオー
ド、前記点灯手段が発光ダイオードである請求項1記載
のランプ点灯装置。 - 【請求項3】前記スイッチング素子がプログラマブル・
ユニジャンクション・トランジスタ、前記点灯手段が発
光ダイオードである請求項1記載のランプ点灯装置。 - 【請求項4】前記トリガダイオードがブレークオーバ電
圧を越え導通状態となったとき、前記充電器の蓄電電荷
により発光ダイオードが発光する請求項1記載のランプ
点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2076893A JPH0775195B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | ランプ点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2076893A JPH0775195B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | ランプ点灯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06215877A JPH06215877A (ja) | 1994-08-05 |
JPH0775195B2 true JPH0775195B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=12036358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2076893A Expired - Lifetime JPH0775195B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | ランプ点灯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0775195B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6825559B2 (en) | 2003-01-02 | 2004-11-30 | Cree, Inc. | Group III nitride based flip-chip intergrated circuit and method for fabricating |
US7791285B2 (en) * | 2007-04-13 | 2010-09-07 | Cree, Inc. | High efficiency AC LED driver circuit |
US8111001B2 (en) | 2007-07-17 | 2012-02-07 | Cree, Inc. | LED with integrated constant current driver |
TWI508630B (zh) * | 2008-03-07 | 2015-11-11 | Tai Her Yang | 雙極性充放電之led驅動電路 |
KR102248084B1 (ko) * | 2014-08-06 | 2021-05-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 패키지 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP2076893A patent/JPH0775195B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06215877A (ja) | 1994-08-05 |
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