JPWO2012153594A1 - Lighting device - Google Patents
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Abstract
照明装置は、発光素子(4)と、発光素子に定電流を供給するための定電流回路(2)と、発光素子に流れる電流をスイッチングするためのスイッチング素子(6)と、スイッチング素子によるスイッチングを制御するための駆動信号をスイッチング素子に供給し、発光素子の輝度を変化させるために駆動信号のデューティ比を変化させるとともに、デューティ比が小さい場合にはデューティ比が大きい場合よりも駆動信号の周波数が高くなるように駆動信号の周波数を変化させる制御回路(100)とを備える。The lighting device includes a light emitting element (4), a constant current circuit (2) for supplying a constant current to the light emitting element, a switching element (6) for switching a current flowing through the light emitting element, and switching by the switching element. A drive signal for controlling the drive signal is supplied to the switching element, the duty ratio of the drive signal is changed to change the luminance of the light emitting element, and when the duty ratio is small, the drive signal And a control circuit (100) that changes the frequency of the drive signal so as to increase the frequency.
Description
本発明は、発光素子に流す電流を調整して調光する照明装置に関する。 The present invention relates to an illuminating device that adjusts a current flowing through a light emitting element to adjust light.
近年、照明装置において、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子)やLED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)等の発光素子を用いたものが知られている。 In recent years, lighting devices using light-emitting elements such as organic electroluminescence elements (hereinafter referred to as organic EL elements) and LEDs (Light Emitting Diodes) are known.
このような照明装置を利用するにあたり、省電力や照明の演出性といった観点から照明装置の輝度を変化させる調光が一般に行われている。 In using such an illuminating device, dimming is generally performed to change the luminance of the illuminating device from the viewpoints of power saving and lighting performance.
調光方式は大きく分けて、振幅調光方式とPWM調光方式との2つの方式がある。
振幅調光方式の場合、低輝度の場合には、発光素子に流す電流を小さくし、高輝度にするに従い、電流を大きくする。There are two types of dimming methods: an amplitude dimming method and a PWM dimming method.
In the case of the amplitude dimming method, when the luminance is low, the current flowing through the light emitting element is reduced, and the current is increased as the luminance is increased.
一方、PWM調光方式の場合は、電流を一定として、発光素子に流す電流を制御するスイッチング素子に印加されるパルスのデューティ比を変化させることで輝度の調整を行う。 On the other hand, in the case of the PWM dimming method, the luminance is adjusted by changing the duty ratio of the pulse applied to the switching element that controls the current flowing through the light emitting element while keeping the current constant.
特開2007−251036号公報は、輝度が低い場合にはPWM調光方式を実行し、輝度が高い場合には振幅調光方式を実行する照明装置を提案している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-251036 proposes an illumination device that executes the PWM dimming method when the luminance is low and executes the amplitude dimming method when the luminance is high.
しかしながら、低輝度の場合にPWM調光方式を採用すると、スイッチング素子に与えられるパルスのデューティ比は小さいため、オフ期間が顕著となり、オンオフの繰り返しによるちらつきが目立ってしまうという問題がある。 However, when the PWM dimming method is employed in the case of low luminance, the duty ratio of the pulse applied to the switching element is small, so that there is a problem that the off period becomes remarkable and flickering due to repeated on / off becomes conspicuous.
このちらつきを抑制するためにはスイッチング素子の駆動周波数を高くすることが考えられるが、駆動周波数を高くすることはスイッチング素子での損失の増加に繋がり、消費電力が増大するという問題がある。 In order to suppress this flicker, it is conceivable to increase the driving frequency of the switching element. However, increasing the driving frequency leads to an increase in loss in the switching element, and there is a problem that power consumption increases.
本発明は、上記のような問題を解決するためのものであって、低輝度時のちらつきを抑制するとともに、消費電力の増加を抑制することが可能な照明装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lighting device that can suppress flicker at low luminance and can suppress an increase in power consumption. .
本発明のある局面に従う照明装置は、発光素子と、発光素子に定電流を供給するための定電流回路と、発光素子に流れる電流をスイッチングするためのスイッチング素子と、スイッチング素子によるスイッチングを制御するための駆動信号をスイッチング素子に供給し、発光素子の輝度を変化させるために駆動信号のデューティ比を変化させるとともに、デューティ比が小さい場合にはデューティ比が大きい場合よりも駆動信号の周波数が高くなるように駆動信号の周波数を変化させる制御回路とを備える。 An illumination device according to an aspect of the present invention controls a light emitting element, a constant current circuit for supplying a constant current to the light emitting element, a switching element for switching a current flowing through the light emitting element, and switching by the switching element. The drive signal is supplied to the switching element, the duty ratio of the drive signal is changed to change the luminance of the light emitting element, and when the duty ratio is small, the frequency of the drive signal is higher than when the duty ratio is large. And a control circuit for changing the frequency of the drive signal.
本発明によれば、低輝度時のちらつきを抑制するとともに、消費電力の増加を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while suppressing the flicker at the time of a low brightness | luminance, the increase in power consumption can be suppressed.
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施形態1に従う有機EL素子を駆動する照明装置1を説明する図である。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram for explaining an
図1を参照して、本発明の実施の形態1に従う照明装置1は、定電流源(定電流回路)2と、発光素子としての有機EL素子4と、調光用FET6と、制御回路100とを含む。
Referring to FIG. 1,
定電流源2は、有機EL素子4に定電流を供給する。定電流源2と、有機EL素子4と、調光用FET6とは直列に接続される。調光用FET6は、スイッチング素子であり、有機EL素子4に流れる電流をスイッチングする。制御回路100は、調光率(調光レベル)に応じて調光用FET6のゲートに供給されるパルス信号(駆動信号)を出力する。
有機EL素子4は、有機EL材料を電極で挟んだ構造をしており、電極から投入されたキャリアが有機EL材料内で再結合し、この再結合のエネルギーによって励起された有機分子が基底状態に戻るときに放出する光を利用するものである。有機EL材料を挟む電極の少なくとも一方には、光を取り出すために透明な材料が用いられる。有機EL素子4は薄型且つ軽量の発光素子が構成できる点で有利である。The constant
The
制御回路100は、PWM発生回路102と、スイッチ信号を調整するスイッチ信号調整回路104とを含む。
The
PWM発生回路102は、入力される調光率(調光レベル)を示すデータの入力に従って、調光率に応じたデューティ比のPWM信号を発生させる。例えば、調光率20%の場合には、デューティ比が20%であるPWM信号を発生させる。
The
スイッチ信号調整回路104は、PWM発生回路102からのPWM信号の入力を受けて、パルス信号(駆動信号)を調光用FET6のゲートに出力する。
The switch
図2は、有機EL素子の電圧−電流特性を説明する図である。
図2を参照して、有機EL素子は、当該図に示されるように電圧電流特性が非線形で変化し、閾値以上の電圧で電流が流れ出すものである。FIG. 2 is a diagram for explaining voltage-current characteristics of the organic EL element.
Referring to FIG. 2, the organic EL element has a voltage-current characteristic that changes non-linearly as shown in the figure, and current flows out at a voltage equal to or higher than a threshold value.
図3は、有機EL素子の電流−輝度特性を説明する図である。
図3を参照して、輝度は電流に比例するため、有機EL素子を一定の電流で駆動すれば、一定の輝度で発光させることが可能となる。FIG. 3 is a diagram for explaining the current-luminance characteristics of the organic EL element.
Referring to FIG. 3, since the luminance is proportional to the current, it is possible to emit light with a constant luminance by driving the organic EL element with a constant current.
図4は、本発明の実施の形態1に従うスイッチ信号調整回路104の構成を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of switch
図4を参照して、スイッチ信号調整回路104は、ローパスフィルタ10と、比較器30と、比較器20A〜20Cで構成される比較部20と、ランプジェネレータ40と、セレクタ50と、発振回路60,62,64,66とを含む。
Referring to FIG. 4, switch
ローパスフィルタ10は、PWM信号の入力を受けて、PWM信号を平滑したデューティ比に応じた電位レベルの直流電圧信号(アナログ電圧)を生成して信号線NAに出力する。
The low-
比較部20を構成する比較器20A〜20Cは、信号線NAの電圧とそれぞれの比較器20A〜20Cに入力される電圧とを比較し、比較結果に基づく信号を信号線NB1〜NB3を介してセレクタ50に出力する。
The
具体的には、比較器20Aは、信号線NAの電圧と電圧V1とを比較し、比較結果に基づく信号(「H」レベルあるいは「L」レベル)を信号線NB1に出力する。
Specifically, the
比較器20Bは、信号線NAの電圧と電圧V2とを比較し、比較結果に基づく信号(「H」レベルあるいは「L」レベル)を信号線NB2に出力する。
The
比較器20Cは、信号線NAの電圧と電圧V3とを比較し、比較結果に基づく信号(「H」レベルあるいは「L」レベル)を信号線NB3に出力する。 The comparator 20C compares the voltage of the signal line NA with the voltage V3, and outputs a signal (“H” level or “L” level) based on the comparison result to the signal line NB3.
なお、電圧V1<電圧V2<電圧V3の関係がある。セレクタ50は、信号線NB1〜NB3からの信号に応答してランプジェネレータ40に出力する発振周波数信号を切り替える。
There is a relationship of voltage V1 <voltage V2 <voltage V3. The
発振回路(OSC1)60は、信号線NC1を介してセレクタ50に第1の発振周波数信号を出力する。発振回路(OSC2)62は、信号線NC2を介してセレクタ50に第2の発振周波数信号を出力する。発振回路(OSC3)64は、信号線NC3を介してセレクタ50に第3の発振周波数信号を出力する。発振回路(OSC4)66は、信号線NC4を介してセレクタ50に第4の発振周波数信号を出力する。本例においては、発振回路(OSC1,OSC2,OSC3,OSC4)60,62,64,66はそれぞれ1KHz、500Hz、200Hz、100Hzの発振周波数信号を出力する。
The oscillation circuit (OSC1) 60 outputs a first oscillation frequency signal to the
セレクタ50は、信号線NB1に伝達される信号が「L」レベルの場合には、信号線NC1から入力された第1の発振周波数信号をランプジェネレータ40に出力する。
When the signal transmitted to the signal line NB1 is “L” level, the
セレクタ50は、信号線NB1に伝達される信号が「H」レベルの場合には、信号線NC2から入力された第2の発振周波数信号をランプジェネレータ40に出力する。
When the signal transmitted to the signal line NB1 is at “H” level, the
セレクタ50は、信号線NB2に伝達される信号が「H」レベルの場合には、信号線NC3から入力された第3の発振周波数信号をランプジェネレータ40に出力する。
The
セレクタ50は、信号線NB3に伝達される信号が「H」レベルの場合には、信号線NC4から入力された第4の発振周波数信号をランプジェネレータ40に出力する。
The
ランプジェネレータ40は、セレクタ50からの発振周波数信号に基づいて当該発振周波数信号の周波数に従う三角波信号を生成して信号線NDに出力する。
The
比較器30は、信号線NAに伝達される信号と、ランプジェネレータ40から出力される三角波信号との比較に基づくパルス信号(駆動信号)を信号線NEを介して調光用FET6に出力する。
The
図5は、スイッチ信号調整回路104の各信号線の信号の波形を説明する図である。
図5(A)は、PWM発生回路102からのPWM信号のデューティ比が20%である場合の各信号線の波形を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the waveform of the signal on each signal line of the switch
FIG. 5A is a diagram for explaining the waveform of each signal line when the duty ratio of the PWM signal from the
図5(B)は、PWM発生回路102からのPWM信号のデューティ比が40%である場合の各信号線の波形を説明する図である。
FIG. 5B is a diagram for explaining the waveform of each signal line when the duty ratio of the PWM signal from the
まず、図5(A)を参照して、PWM発生回路102からのPWM信号のデューティ比が20%の場合、すなわち調光率20%の場合について説明する。
First, the case where the duty ratio of the PWM signal from the
デューティ比20%のPWM信号がPWM発生回路102からローパスフィルタ10に入力された場合、ローパスフィルタ10により直流のアナログ電圧に変換され、信号線NAに出力される。本例においては、信号線NAの電圧が、電圧V1よりも低い電圧になる。
When a PWM signal with a duty ratio of 20% is input from the
比較部20を構成する比較器20A〜20Cは、電圧V1、電圧V2、電圧V3と、信号線NAのアナログ電圧とを比較する。本例の場合は電圧V1、電圧V2、電圧V3のいずれよりも信号線NAのアナログ電圧が低いので、3つの比較器20A〜20Cの出力である信号線NB1,NB2,NB3には、「L」レベルの出力信号が伝達される。発振回路60,62,64,66は、上述したようにそれぞれ1KHz、500Hz、200Hz、100Hzの発振周波数信号を出力している。セレクタ50は、信号線NB1に伝達される信号が「L」レベルの信号であるため信号線NC1の発振周波数信号(1KHz)をランプジェネレータ40に出力する。
The
ランプジェネレータ40は、発振周波数信号(1KHz)の三角波を生成して信号線NDに出力する。
The
比較器30は、信号線NAと信号線NDとの電圧を比較し、信号線NAの電圧が高い場合は「H」レベルの信号を信号線NEに出力し、信号線NDの電圧が高い場合は「L」レベルの信号を出力する。これより、1KHzでデューティ比20%のパルス信号(駆動信号)を信号線NEに出力する。
The
図5(B)を参照して、PWM発生回路102からのPWM信号のデューティ比が40%の場合、すなわち調光率40%の場合について説明する。
With reference to FIG. 5B, the case where the duty ratio of the PWM signal from the
デューティ比40%のPWM信号がPWM発生回路102からローパスフィルタ10に入力された場合、ローパスフィルタ10により直流のアナログ電圧に変換され、信号線NAに出力される。本例においては、信号線NAの電圧が、電圧V1よりも高く電圧V2よりも低い電圧になる。
When a PWM signal with a duty ratio of 40% is input from the
比較部20を構成する比較器20A〜20Cは、電圧V1、電圧V2、電圧V3と、信号線NAのアナログ電圧とを比較する。本例の場合は電圧V1よりも高く、電圧V2、電圧V3のいずれよりも低いので、3つの比較器20A〜20Cの出力である信号線NB1,NB2,NB3には、それぞれ「H」レベル、「L」レベル、「L」レベルの出力信号が伝達される。発振回路60,62,64,66は、上述したようにそれぞれ1KHz、500Hz、200Hz、100Hzの発振周波数信号を出力している。セレクタ50は、信号線NB1に伝達される信号が「H」レベルの信号であって、信号線NB2,NB3に伝達される信号が「L」レベルの信号であるため、信号線NC2の発振周波数信号(500Hz)をランプジェネレータ40に出力する。
The
ランプジェネレータ40は、発振周波数信号(500Hz)の三角波を生成して信号線NDに出力する。
The
比較器30は、信号線NAと信号線NDとの電圧を比較し、信号線NAの電圧が高い場合は「H」レベルの信号を信号線NEに出力し、信号線NDの電圧が高い場合は「L」レベルの信号を出力する。これより、500Hzでデューティ比40%のパルス信号(駆動信号)を信号線NEに出力する。
The
同様にして、デューティ比60%のPWM信号がPWM発生回路102からローパスフィルタ10に入力された場合、信号線NAの電圧は、電圧V2よりも高く電圧V3よりも低い電圧になる。当該場合には、セレクタ50は、信号線NB2に伝達される信号が「H」レベルの信号であって、信号線NB3に伝達される信号が「L」レベルの信号であるため、信号線NC3の発信周波数信号(200Hz)をランプジェネレータ40に出力する。ランプジェネレータ40は、発振周波数信号(200Hz)の三角波を生成して信号線NDに出力する。
Similarly, when a PWM signal with a duty ratio of 60% is input from the
比較器30は、信号線NAと信号線NDとの電圧を比較し、信号線NAの電圧が高い場合は「H」レベルの信号を信号線NEに出力し、信号線NDの電圧が高い場合は「L」レベルの信号を出力する。これより、200Hzでデューティ比60%のパルス信号(駆動信号)を信号線NEに出力する。
The
また、デューティ比80%のPWM信号がローパスフィルタ10に入力された場合、信号線NAの電圧は、電圧V3よりも高い電圧になる。当該場合には、セレクタ50は、信号線NB3に伝達される信号が「H」レベルの信号であるため信号線NC4の発信周波数信号(100Hz)をランプジェネレータ40に出力する。ランプジェネレータ40は、発振周波数信号(100Hz)の三角波を生成して信号線NDに出力する。
When a PWM signal with a duty ratio of 80% is input to the low-
比較器30は、信号線NAと信号線NDとの電圧を比較し、信号線NAの電圧が高い場合は「H」レベルの信号を信号線NEに出力し、信号線NDの電圧が高い場合は「L」レベルの信号を出力する。これより、100Hzでデューティ比80%のパルス信号(駆動信号)を信号線NEに出力する。
The
さらに、デューティ比100%のPWM信号、すなわち直流信号がローパスフィルタ10に入力された場合、比較器30にて比較される信号線NAの電圧は、常に信号線NDの電圧よりも高くなるので、信号線NEの出力は常に「H」レベルの信号となる。これより、デューティ比100%の直流の駆動信号が調光用FET6に与えられる。
Furthermore, when a PWM signal with a duty ratio of 100%, that is, a DC signal is input to the low-
図6は、本発明の実施の形態1に従う照明装置1における調光率の変化に従う有機EL素子4の輝度および電流を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the luminance and current of the
図6に示されるように、輝度が低いほど、すなわちデューティ比を小さくするほど、調光用FET6に与えるパルス信号の周波数を高く設定し、輝度が高くなるほど、パルス信号の周波数が低く設定され、調光用FET6のスイッチング制御によって有機EL素子4に流れる電流が変化される。
As shown in FIG. 6, the lower the luminance, that is, the lower the duty ratio, the higher the frequency of the pulse signal applied to the
本実施の形態により、調光率が低い場合、すなわち、スイッチング素子(調光用FET6)に与えるパルス信号のデューティ比が小さい場合には、パルス信号の周波数を高く設定することによりちらつきを防止することが可能である。また、調光率が高い場合、すなわち、輝度が高い場合には、パルス信号の周波数を低く設定することによりスイッチング素子でのスイッチング損失を抑制し、消費電力の増加を抑制することが可能である。また、発光素子として有機EL素子を用いる場合には、一般的に電流値が異なれば発光色が変わり、特に低い電流値で駆動する場合に色変化が大きいという傾向があるが、本実施の形態では、電流値を変化させていないため、発光色の変化も抑制することが可能である。 According to this embodiment, when the dimming rate is low, that is, when the duty ratio of the pulse signal applied to the switching element (dimming FET 6) is small, flickering is prevented by setting the frequency of the pulse signal high. It is possible. Further, when the dimming rate is high, that is, when the luminance is high, it is possible to suppress the switching loss in the switching element and suppress the increase in power consumption by setting the frequency of the pulse signal low. . In the case where an organic EL element is used as the light emitting element, generally, the light emission color changes if the current value is different, and the color change tends to be large particularly when driven at a low current value. Then, since the current value is not changed, it is possible to suppress the change in the emission color.
なお、本実施の形態においては、調光レベルに応じてスイッチング素子に供給するパルス信号を4段階(デューティ比が100%の直流の場合を含めば5段階)に切り替える方式について説明したが、特に当該方式に限られず、調光率が低い場合、すなわち、パルス信号のデューティ比が小さい場合に、より高い周波数で駆動することが可能であれば、この例に特に限定されるものではない。 In the present embodiment, the method of switching the pulse signal supplied to the switching element according to the dimming level to four stages (five stages including the case of DC with a duty ratio of 100%) has been described. The present invention is not limited to this method, and it is not particularly limited to this example as long as it can be driven at a higher frequency when the dimming rate is low, that is, when the duty ratio of the pulse signal is small.
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2に従う照明装置1#の構成を説明する図である。(Embodiment 2)
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of
図7を参照して、本発明の実施の形態2に従う照明装置1#は、図1の照明装置1と比較して、定電流源2を可変電流源2#に置換するとともに、制御回路100#に置換した点が異なる。
Referring to FIG. 7,
可変電流源2#は、制御回路100#からの指示に従って有機EL素子4に供給する定電流のの大きさを変更する。
The variable
制御回路100#は、制御回路100と比較してスイッチ信号調整回路104をスイッチ信号調整回路104#に置換した点が異なる。
スイッチ信号調整回路104#は、PWM発生回路102からのPWM信号の入力を受けて、パルス信号(駆動信号)を調光用FET6のゲートに出力するとともに、可変電流源2#の電流を調整する指示信号を出力する。
The switch
本実施の形態2においては、調光率50%まではPWM調光方式とし、調光率50%以上の場合には振幅調光方式に切り替える。 In the second embodiment, the PWM dimming method is used up to the dimming rate of 50%, and the amplitude dimming method is switched when the dimming rate is 50% or more.
図8は、本発明の実施の形態2に従うスイッチ信号調整回路104#を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating switch
図8を参照して、本発明の実施の形態2に従うスイッチ信号調整回路104#は、図4のスイッチ信号調整回路104と比較して、定電流設定回路70と、比較器80をさらに追加するとともに、比較部20を比較器20Dに置換するとともに、発振回路60,66を削除した点が異なる。すなわち、セレクタ50には、発振回路60、64からそれぞれ500Hz、200Hzの発振周波数信号が入力されて、比較器20Dの出力信号に応じてランプジェネレータ40に出力される発振周波数信号が切り替えられる。
Referring to FIG. 8, switch
定電流設定回路70は、信号線NAと接続され、信号線NAの電圧に応じて可変電流源2#に対して電流を調整する指示信号を出力する。
Constant
比較器80は、信号線NAの電圧と電圧V2#とを比較し、比較結果に基づくランプジェネレータイネーブル信号(「H」レベルあるいは「L」レベル)をランプジェネレータ40に出力する。
The
ランプジェネレータ40は、ランプジェネレータイネーブル信号に従って動作し、「L」レベルの場合には、信号線NDに三角波信号を出力し、「H」レベルの場合には、動作しないものとする。すなわち、ランプジェネレータイネーブル信号が「H」レベルの場合には、信号線NDは「L」レベルに設定される。この場合、比較器30から出力される信号は常に「H」レベルとなり、調光用FET6は常にオン状態となる。
The
比較器20Dは、信号線NAの電圧と電圧V1#とを比較し、比較結果に基づく信号(「H」レベルあるいは「L」レベル)を信号線NB4を介してセレクタ50に出力する。
The comparator 20D compares the voltage of the signal line NA with the voltage V1 #, and outputs a signal (“H” level or “L” level) based on the comparison result to the
セレクタ50は、信号線NB4に伝達される信号が「L」レベルの場合には、信号線NC2から入力された500Hzの発信周波数信号をランプジェネレータ40に出力する。
When the signal transmitted to the signal line NB4 is “L” level, the
また、セレクタ50は、信号線NB4に伝達される信号が「H」レベルの場合には、信号線NC3から入力された200Hzの発信周波数信号をランプジェネレータ40に出力する。
Further, when the signal transmitted to the signal line NB4 is “H” level, the
他の構成については、図4で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。 The other configuration is the same as that described with reference to FIG. 4, and therefore detailed description thereof will not be repeated.
図9は、本発明の実施の形態2に従う信号線NAの電圧とランプジェネレータイネーブル信号及び定電流設定回路の出力との関係を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the voltage of the signal line NA, the ramp generator enable signal, and the output of the constant current setting circuit according to the second embodiment of the present invention.
図9を参照して、本例においては、時間経過に伴って調光率を上げる場合、すなわち、信号線NAの電圧が上昇する場合が示されている。 Referring to FIG. 9, in this example, the case where the dimming rate is increased with the passage of time, that is, the case where the voltage of the signal line NA is increased is shown.
ここで、ランプジェネレータイネーブル信号は、上述したように、比較器80による電圧V2#と信号線NAとの比較結果に基づく信号である。調光率が低い場合には、信号線NAの電圧が低いため比較器80の出力信号であるランプジェネレータイネーブル信号は「H」レベルに設定されている。したがって、「H」レベルのランプジェネレータイネーブル信号に従って、ランプジェネレータ40は、三角波信号を信号線NDに出力する。この場合、実施の形態1で説明したように、信号線NAと信号線NDとの比較に基づくパルス信号(駆動信号)が信号線NEに伝達される。
Here, the ramp generator enable signal is a signal based on the comparison result between the voltage V2 # and the signal line NA by the
定電流設定回路70は、信号線NAの電圧をモニタしており、図9に示されるように、信号線NAの電圧に応じた指示信号を可変電流源2#に出力している。具体的には、信号線NAの電圧が電圧V2#よりも小さい場合、定電流設定回路70からの指示信号は、所定の一定レベルである。一方、信号線NAの電圧が電圧V2#以上の場合、指示信号は、信号線NAの電圧に応じて変化するものとなる。
The constant
可変電流源2#は、定電流設定回路70からの指示信号に従って有機EL素子4に定電流を供給する。本例においては、信号線NAの電圧レベルが電圧V2#よりも小さい場合には、定電流設定回路70からの指示信号に従って、調光率100%の際に流す電流の半分の大きさの電流を供給する。
The variable
そして、可変電流源2#は、信号線NAの電圧レベルが電圧V2#以上の場合には、定電流設定回路70からの指示信号のレベルに従って、電流の大きさを調整する。具体的には、指示信号のレベルが小さければ、有機EL素子4に流れる電流は小さくされ、指示信号のレベルが大きくなるに従って電流は大きくされる。
When the voltage level of the signal line NA is equal to or higher than the voltage V2 #, the variable
本実施の形態において、比較器80に入力される電圧V2#は、調光率が50%の場合の信号線NAの電圧に対応付けられている。したがって、調光率が50%よりも低い場合には、ランプジェネレータイネーブル信号は「H」レベルに設定され、ランプジェネレータ40は活性化される。これにより、所定のデューティ比のパルス信号(駆動パルス)が調光用FET6に出力されてPWM調光方式に従う調光制御を実行する。
In the present embodiment, the voltage V2 # input to the
一方、調光率が50%以上の場合には、ランプジェネレータイネーブル信号は「L」レベルに設定され、ランプジェネレータ40は非活性化される。これにより、常に「H」レベルの駆動信号が調光用FET6に出力されて、PWM調光方式ではなく、可変電流源2#の電流の調整による振幅調光方式に従う調光制御を実行する。
On the other hand, when the dimming rate is 50% or more, the lamp generator enable signal is set to the “L” level, and the
図10は、本発明の実施の形態2に従う照明装置1#における調光率の変化に従う有機EL素子4の輝度および電流を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating the luminance and current of
図10に示されるように、調光率が50%よりも低い場合、、パルス信号のデューティ比が低い場合にはその周波数を高く設定し、デューティ比が高くなるほど周波数を低く設定して、有機EL素子4に流れる電流が制御される。一方、調光率が50%以上の場合には、PWM調光方式から振幅調光方式に切り替え、有機EL素子4に流れる電流の大きさを調整して調光が実行される。
As shown in FIG. 10, when the dimming rate is lower than 50%, when the duty ratio of the pulse signal is low, the frequency is set high, and the higher the duty ratio is, the lower the frequency is set. The current flowing through the
本実施の形態により、調光率が低い場合、すなわち、スイッチング素子(調光用FET6)に与えるパルス信号のデューティ比が小さい場合には、パルス信号の周波数を高く設定することによりちらつきを防止することが可能である。 According to this embodiment, when the dimming rate is low, that is, when the duty ratio of the pulse signal applied to the switching element (dimming FET 6) is small, flickering is prevented by setting the frequency of the pulse signal high. It is possible.
また、本実施の形態においては、調光率が高い場合、すなわち、輝度が高い場合には、スイッチング素子でのスイッチングは行わず、可変電流源によって電流の大きさを調整するため、スイッチング素子でのスイッチング損失を抑制し、消費電力の増加を実施の形態1よりもさらに抑制することが可能である。 In this embodiment, when the dimming rate is high, that is, when the luminance is high, the switching element is not switched, and the current is adjusted by the variable current source. The switching loss can be suppressed, and the increase in power consumption can be further suppressed than in the first embodiment.
なお、以上の実施形態においては、発光素子として有機EL素子を用いたが、これに限らず、例えば、発光素子としてLEDを用いることもできる。 In the above embodiment, the organic EL element is used as the light emitting element. However, the present invention is not limited to this, and for example, an LED can be used as the light emitting element.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 照明装置、2 定電流源、2# 可変電流源、4 有機EL素子、10 ローパスフィルタ、20 比較部、40 ランプジェネレータ、50 セレクタ、60〜66 発振回路、70 定電流設定回路、100 制御回路、102 PWM発生回路、104 スイッチ信号調整回路。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記発光素子に定電流を供給するための定電流回路(2)と、
前記発光素子に流れる電流をスイッチングするためのスイッチング素子(6)と、
前記スイッチング素子によるスイッチングを制御するための駆動信号を前記スイッチング素子に供給し、前記発光素子の輝度を変化させるために前記駆動信号のデューティ比を変化させるとともに、前記デューティ比が小さい場合には前記デューティ比が大きい場合よりも前記駆動信号の周波数が高くなるように前記駆動信号の周波数を変化させる制御回路(100)とを備えた、照明装置。A light emitting element (4);
A constant current circuit (2) for supplying a constant current to the light emitting element;
A switching element (6) for switching a current flowing through the light emitting element;
A drive signal for controlling switching by the switching element is supplied to the switching element, the duty ratio of the drive signal is changed to change the luminance of the light emitting element, and when the duty ratio is small, And a control circuit (100) for changing the frequency of the drive signal so that the frequency of the drive signal is higher than when the duty ratio is large.
それぞれ発振周波数が異なる複数の発振回路(60〜66)と、
前記調光レベルに応じて前記複数の発振回路のうちのいずれかの出力を選択するセレクタ(50)とを有し、
前記セレクタによって選択された発振周波数の信号を用いて前記駆動信号を生成する、請求項1記載の照明装置。The control circuit includes:
A plurality of oscillation circuits (60 to 66) each having a different oscillation frequency;
A selector (50) for selecting an output of any of the plurality of oscillation circuits according to the dimming level;
The lighting device according to claim 1, wherein the driving signal is generated using a signal having an oscillation frequency selected by the selector.
前記発光素子の輝度を所定の値よりも低い領域で変化させる場合には、前記定電流を特定の値にするとともに、前記駆動信号のデューティ比を変化させることで前記発光素子の輝度を変化させ、
前記発光素子の輝度を前記所定の値以上の領域で変化させる場合には、前記駆動信号をハイレベルに維持するとともに、前記定電流を前記特定の値から変更することで前記発光素子の輝度を変化させる、請求項1または2記載の照明装置。The constant current circuit is provided so that the magnitude of the constant current can be changed,
When changing the luminance of the light emitting element in a region lower than a predetermined value, the constant current is set to a specific value, and the luminance of the light emitting element is changed by changing the duty ratio of the drive signal. ,
When the luminance of the light emitting element is changed in the region of the predetermined value or more, the driving signal is maintained at a high level, and the constant current is changed from the specific value to change the luminance of the light emitting element. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is changed.
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