WO2012043364A1 - 発光ダイオード点灯装置、照明装置および照明方法 - Google Patents

発光ダイオード点灯装置、照明装置および照明方法 Download PDF

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dimming
light
lighting
emitting diode
signal
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PCT/JP2011/071579
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English (en)
French (fr)
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有美 羽生田
本多　宏一
剛 遠山
直人 徳原
村田　淳哉
高坂　啓太郎
Original Assignee
東芝ライテック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a light emitting diode lighting device, a lighting device, and a lighting method for dimming and lighting a light emitting diode.
  • Lighting devices using light-emitting diodes as light sources are used for lighting for stage productions, studios, etc., and PWM (pulse width modulation) control is used to perform dimming control without changing the color temperature characteristics. It has been.
  • dimming control by PWM control requires control of the light emitting diode lighting time and light extinguishing time, so the luminance change of the light emitting diode becomes a crisp digital thing and may appear to flicker. .
  • This phenomenon is particularly noticeable in a low gradation state with low luminance.
  • This phenomenon can be solved by increasing the PWM frequency. In this case, however, a highly functional microcomputer (CPU) or the like is required, so that the illumination device becomes expensive. there were.
  • FIG. 1 it is a flowchart which shows the setting of the delay time in a light control part.
  • FIG. 1 it is a schematic block diagram of the illuminating device which shows 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 it is a schematic front view of a light source.
  • FIG. 1 it is a schematic front view of an LED lighting fixture.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of another illuminating device.
  • a light-emitting diode lighting device includes: a light source including a plurality of grouped light-emitting diodes; a plurality of lighting circuit units that individually control lighting of each grouped light-emitting diode of the light source; The dimming signal from the means is input and the output of each lighting circuit unit is controlled in accordance with the dimming signal. When the dimming gradation is changed, a plurality of dimming signals are included in one cycle. A dimming control unit that sequentially changes the output of the lighting circuit unit to a new gradation.
  • the light-emitting diode lighting device of this embodiment includes a light source, a lighting circuit unit, and a dimming control unit.
  • the light source is configured by grouping light emitting diodes and combining the groups.
  • the lighting circuit unit individually controls the lighting of each grouped light emitting diode.
  • the dimming control unit inputs the dimming signal from the dimming means that outputs the dimming signal corresponding to the dimming gradation at a predetermined cycle, and controls the output of each lighting circuit unit according to this dimming signal To do. Then, when the dimming gradation is changed, control is performed so that the outputs of the plurality of lighting circuit units are sequentially changed to new gradations within one cycle of the dimming signal.
  • the light-emitting diode lighting device (LED lighting device) 1 according to the first embodiment of the present invention is configured as shown in FIG.
  • the light-emitting diode lighting device 1 includes a light source 2, a lighting circuit 3 as a lighting circuit unit, and a DC power supply circuit 4.
  • the light source 2 is configured by combining a plurality of groups A1 and A2 of the light emitting diodes 5.
  • Each of the groups A1 and A2 includes LED circuits in which a plurality of light emitting diodes 5 are connected in series and mounted on a substrate (not shown).
  • Each of the groups A1 and A2 includes a plurality.
  • Each group A1, A2 of the light emitting diodes 5 is connected to an individual drive circuit 6 respectively.
  • the light emitting diode 5 is formed to emit visible light, for example, white light.
  • the lighting circuit 3 includes a first lighting circuit unit 7 and a second lighting circuit unit 8.
  • the first and second lighting circuit units 7 and 8 are connected to the DC power supply circuit 4 and are operated by electric power supplied from the DC power supply circuit 4.
  • the first lighting circuit unit 7 is associated with the group A1, and controls the lighting of the light emitting diodes 5 of each group A1.
  • the second lighting circuit unit 8 is associated with the group A2 which is another group, and controls the lighting of the light emitting diodes 5 of each group A2. Since the group of the light emitting diodes 5 is composed of two groups of groups A1 and A2, one second lighting circuit unit 8 is provided and associated with one group A2.
  • the second lighting circuit unit 8 is associated with each of the other groups except one group A1 associated with the first lighting circuit unit 7. It is. That is, a plurality of second lighting circuit units 8 are provided.
  • the first lighting circuit unit 7 includes a PWM control circuit 9 and a drive circuit 6.
  • the PWM control circuit 9 includes a storage unit 10 and a timer circuit 11.
  • the PWM control circuit 9 constitutes a dimming control unit of the present embodiment together with a transmission / reception circuit 13 described later.
  • the PWM control circuit 9 operates based on a program stored in the storage unit 10. That is, the PWM control circuit 9 receives a dimming signal output from an external dimming device (not shown), and turns on duty (preset PWM) corresponding to the dimming degree (0 to 100%) of the dimming signal.
  • the PWM signal is generated on the basis of the PWM generation clock, and the PWM signal is output to each drive circuit 6.
  • the light control level (light control gradation) of the light control signal corresponds to the light control level of the light source 2.
  • the dimming signal is, for example, a DMX signal, and this PWM signal is output, for example, for 32 cycles (one cycle time 0.625 ms) within one cycle time (for example, 20 ms) of the dimming signal.
  • the PWM control circuit 9 is configured to output the generated PWM signal to the second lighting circuit unit 8 after a certain delay time has elapsed.
  • This delay time is, for example, a time obtained by dividing one cycle time (for example, 20 ms) of the dimming signal by the number of groups of the light emitting diodes 5.
  • the number of groups is two of the groups A1 and A2, for example, 10 ms. It is.
  • the timer circuit 11 measures this delay time.
  • the PWM control circuit 9 when the dimming degree of the input dimming signal is changed, the PWM control circuit 9 generates a PWM signal having an on-duty corresponding to the changed dimming degree.
  • the drive circuit 6 is formed mainly of the control unit 12 and is connected to the light emitting diodes 5 connected in series.
  • the control unit 12 receives the PWM signal output from the PWM control circuit 9 and turns on the output of the drive circuit 6 over an on-duty period of the PWM signal.
  • the light-emitting diode 5 is dimmed by the current supplied from the drive circuit 6 for each group A1 during the on-duty period of the PWM signal.
  • the on-duty of the PWM signal increases, the period during which current flows through the light emitting diode 5 becomes longer, so that the dimming level (dimming rate) of the light emitting diode 5 increases.
  • the dimming level of the light emitting diode 5 is 0% when the on-duty of the PWM signal is 0%, and is 100% when the on-duty of the PWM signal is 100%.
  • the drive circuit 6 operates in the same manner in the second lighting circuit unit 8.
  • the second lighting circuit unit 8 includes the transmission / reception circuit 13 and the drive circuit 6.
  • the transmission / reception circuit 13 includes a timer circuit 14.
  • the transmission / reception circuit 13 is configured to receive a PWM signal from the PWM control circuit 9 of the first lighting circuit unit 7 and to output the PWM signal to the drive circuit 6. As a result, the light-emitting diodes 5 of each group A2 are dimmed and lit at the on-duty ratio (dimming level) of the PWM signal.
  • the timer circuit 14 measures the delay time (for example, 10 ms) from the time when the transmission / reception circuit 13 inputs the PWM signal.
  • the transmission / reception circuit 13 outputs the PWM signal input after the delay time counted by the timer circuit 14 to one of the other second lighting circuit units 8.
  • the number of groups of the light-emitting diodes 5 is two, groups A1 and A2, and the second lighting circuit unit 8 is one corresponding to the group A2, so that other PWM signals are output.
  • the second lighting circuit unit 8 is not provided. Therefore, the timer circuit 14 may not be provided.
  • the PWM signal is one of the other second lighting circuit sections 8 after the delay time. Are output sequentially.
  • the first lighting circuit unit 7 outputs the generated PWM signal to one of the second lighting circuit units 8.
  • the DC power supply circuit 4 is connected to the lighting circuit 3 and supplies power to the first and second lighting circuit units 7 and 8.
  • the DC power supply circuit 4 is, for example, a rectifying / smoothing circuit obtained by rectifying and smoothing a commercial AC power supply, or a DC power supply circuit obtained by rectifying or rectifying and smoothing a commercial AC power supply and connected to the step-up chopper circuit, the step-down chopper circuit, or the step-up / step-down chopper circuit. It can be.
  • the DC power supply circuit 4 may be a constant voltage source or a constant current source. Note that the DC power supply circuit 4 may be provided individually in the first and second lighting circuit portions 7 and 8.
  • the PWM control circuit 9 of the first lighting circuit unit 7 outputs a PWM signal having an on-duty corresponding to the dimming level of the light-emitting diode 5 in accordance with a dimming signal output from an external dimming device, for example, a DMX signal.
  • the PWM signal is generated and output to each drive circuit 6 of the first lighting circuit unit 7. That is, when a dimming signal for changing the dimming level of the light emitting diode 5 is input, the PWM control circuit 9 generates a PWM signal after the change, and sends the PWM signal after the change to each drive circuit 6. Output.
  • the light-emitting diodes 5 of the group A1 are lit at the dimming level after the change from the start of one cycle period (for example, 20 ms) of the dimming signal. Visible light (white light) corresponding to the dimming level is emitted from the light emitting diodes 5 of the group A1.
  • the PWM control circuit 9 outputs the generated PWM signal to the second lighting circuit unit 8 after a delay time (for example, 10 ms) counted by the timer circuit 11.
  • the second lighting circuit unit 8 outputs the input PWM signal to its own drive circuit 6.
  • the light-emitting diodes 5 of the group A2 are turned on at the dimming level after the change from the middle of one period of the dimming signal. From the light emitting diodes 5 of the group A2, visible light (white light) corresponding to the dimming level is emitted.
  • the dimming level of the light-emitting diodes 5 of the group A1 changes with the start of one cycle time (for example, 20 ms) of the dimming signal, and the dimming level of the light-emitting diodes 5 of the group A2 changes. Since it changes after a delay time (for example, 10 ms) obtained by dividing one cycle time (for example, 20 ms) of the dimming signal by 2 that is the number of groups of the light-emitting diodes 5, the dimming level is stepwise within the one cycle time of the dimming signal Will change.
  • the light source 2 as a whole becomes a smooth digital change instead of a rough digital change in luminance of the light-emitting diode 5. Therefore, when the dimming level of the light emitting diode 5 is changed, it is possible to make it difficult for a person to recognize the luminance change of the light source 2.
  • the timer circuit 11 is provided in the first lighting circuit unit 7 and the PWM signal generated after the delay time is output when the dimming level is changed, the light-emitting diode lighting device 1 is inexpensive. Can be formed.
  • the light source 2 is divided into the groups A1 and A2 of the light emitting diode 5.
  • the present invention is not limited to this, and the light emitting diode 5 of the light source 2 may be divided into three or more groups.
  • the PWM control circuit 9 of the first lighting circuit unit 7 sends the generated PWM signal to the second lighting circuit unit 8 after a delay time obtained by dividing one cycle time of the dimming signal by the number of groups of the light emitting diodes 5.
  • the second lighting circuit unit 8 may be formed so as to sequentially output the PWM signal from the first lighting circuit unit 7 to the other second lighting circuit unit 8 after the delay time.
  • the dimming signal input to the PWM control circuit 9 is not limited to the DMX signal, and may be an analog signal such as a voltage value signal.
  • one cycle time means a unit output time of the dimming signal.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing another light emitting diode lighting device according to the first embodiment of the present invention. Note that the same parts as those in FIG.
  • the light-emitting diode lighting device (LED lighting device) 1A shown in FIG. 3 includes the light-emitting diode lighting device 1 shown in FIG. 1 and the PWM control circuit 9 of the first lighting circuit unit 7 that does not include the timer circuit 11.
  • the transmission / reception circuit 13 of the second lighting circuit unit 8 is different in that the timer circuit 14 is provided.
  • the PWM control circuit 9 outputs the generated PWM signal to the drive circuit 6 of the first lighting circuit unit 7 and also to the transmission / reception circuit 13 of the second lighting circuit unit 8.
  • the timer circuit 14 of the second lighting circuit unit 8 measures the time from when the transmission / reception circuit 13 inputs the PWM signal. When the timer circuit 14 measures a delay time (for example, 10 ms), the transmission / reception circuit 13 outputs the input PWM signal to the drive circuit 6 and further outputs it to the other second lighting circuit unit 8.
  • the luminance change of the light emitting diode 5 of the light source 2 is not a rough digital change but a smooth digital change, similar to the light emitting diode lighting device 1 shown in FIG. Therefore, when the dimming level of the light emitting diode 5 is changed, it is possible to make it difficult for a person to recognize the luminance change of the light source 2.
  • the first lighting circuit unit 7 is not provided with the timer circuit 11, but instead the timer circuit 14 provided in the second lighting circuit unit 8 measures the delay time and outputs the input PWM signal. Since it is a control structure, it has the effect that the light emitting diode lighting device 1A can be formed at low cost.
  • the light-emitting diode lighting device (LED lighting device) 15 is configured as shown in FIG.
  • the light emitting diode lighting device 15 in the light emitting diode lighting device 1 shown in FIG. 1, portions corresponding to the PWM control circuit 9 and the transmission / reception circuit 13 are formed as the dimming control unit 16, and the dimming control unit 16 is controlled.
  • a first lighting circuit unit 17 is formed by connecting to the driving circuit 6 including the unit 12. Further, another driving circuit 6 having the control unit 12 is connected to the dimming control unit 16 to form a second lighting circuit unit 18. That is, the lighting circuit 19 is formed by the dimming control unit 16 and the first and second lighting circuit units 17 and 18.
  • Other configurations are the same as those of the light-emitting diode lighting device 1 shown in FIG.
  • the lighting circuit 19 is connected to the DC power supply circuit 4, and the dimming control unit 16, the first lighting circuit unit 17, and the second lighting circuit unit 18 are each operated by electric power supplied from the DC power supply circuit 4. .
  • the dimming control unit 16 is formed of, for example, a microcomputer, and includes a main control unit 20 having a CPU (Central Processing Unit), a ROM 21, a RAM 22, a storage unit 23, and a timer circuit unit 24.
  • a main control unit 20 having a CPU (Central Processing Unit), a ROM 21, a RAM 22, a storage unit 23, and a timer circuit unit 24.
  • this structure is an example, Comprising: It is not limited to this.
  • the main control unit 20 performs a control operation based on a program stored in the ROM 21. That is, the main control unit 20 inputs the dimming signal output from the dimming device 25 as an external dimming unit via an input unit (not shown), and the dimming gradation (0 to 100) of the dimming signal %) Is generated based on the PWM generation clock, and this PWM signal is output to the first and second lighting circuit sections 17 and 18, respectively.
  • the light control gradation (light control level) of the light control signal corresponds to the light control level of the light source 2.
  • the dimming signal is a DMX signal, for example, and has 0 to 255 gradations.
  • the light control device 25 outputs a light control signal (DMX signal) having a light control gradation corresponding to the light control level (light control rate) of the light emitting diode 5.
  • the one-cycle time of the dimming signal varies depending on the manufacturer and model, and is 20 ⁇ s to 3 s. In the present embodiment, it is assumed that a dimming signal having a period time of 20 ms is output from the dimming device 25. Therefore, the main control unit 20 of the dimming control unit 16 controls the PWM signal so as to output, for example, 32 cycles (one cycle time 0.625 ms) within one cycle time (20 ms) of the dimming signal.
  • the main control unit 20 when the main control unit 20 generates the PWM signal, the main control unit 20 immediately outputs the PWM signal to the first lighting circuit unit 17, and outputs the PWM signal to the second lighting circuit unit after a preset delay time has elapsed. 18 is formed so as to output to 18.
  • This delay time is, for example, a time obtained by dividing one cycle time (20 ms) of the dimming signal by the number of groups of the light-emitting diodes 5.
  • the number of groups is two of the groups A1 and A2, for example, 10 ms. is there.
  • the delay time is stored in the nonvolatile storage unit 23.
  • the delay time is counted by the timer circuit unit 24.
  • step S1 when the dimming signal output from the dimming device 25 is input (step S1), the main control unit 20 generates a PWM signal corresponding to the dimming gradation of the dimming signal (step S2). ). Then, the generated PWM signal is output to the first lighting circuit unit 17 (step S3).
  • each drive circuit 6 is turned on over an on-duty period of the PWM signal, and supplies current to each LED circuit.
  • the light-emitting diodes 5 of the group A1 are lit at a dimming level (dimming rate) corresponding to the dimming gradation (dimming degree) of the dimming signal.
  • the main control unit 20 compares the dimming gradation levels of the dimming signal input this time and the dimming signal input immediately before, and determines whether there is a change (step S4).
  • the dimming gradation of the dimming signal input immediately before is stored in the RAM 22. Therefore, the dimming gradation of the dimming signal input this time is stored in the RAM 22. If the dimming gradation has not changed, the generated PWM signal is output to the second lighting circuit unit 18 (step S8).
  • each drive circuit 6 is turned on over the period of the on-duty of the PWM signal, and supplies a current to each grouped LED circuit.
  • the light-emitting diodes 5 of the group A2 are lit at a dimming level (dimming rate) corresponding to the dimming gradation (dimming degree) of the dimming signal.
  • step S4 when the dimming gradation of the dimming signal input this time has changed with respect to the dimming signal input immediately before, the delay time is read from the storage unit 23 (step S5), for example, The timer circuit unit 24 measures the elapsed time from the determination time (step S6).
  • the main control unit 20 when the dimming gradation of the input dimming signal is changed, the main control unit 20 generates a PWM signal having an on-duty corresponding to the changed dimming gradation.
  • step S7 When the elapsed time measured by the timer circuit unit 24 reaches the delay time (10 ms) read from the storage unit 23 (step S7), the main control unit 20 sends the generated PWM signal to the second lighting circuit unit 18. Output (step S8).
  • the second lighting circuit unit 18 receives the PWM signal after a certain delay time has elapsed since the first lighting circuit unit 17 input the PWM signal. As a result, the light-emitting diodes 5 in the group A2 are turned on at a new and changed light control level (light control rate) after a certain delay time than the light-emitting diodes 5 in the group A1.
  • the main control unit 20 (the dimming control unit 16) inputs the dimming signal from the dimming device 25, and the first and second lighting circuit units 17 and 18 according to the dimming signal. Control the output.
  • the dimming gradation of the input dimming signal changes, the outputs of the first and second lighting circuit units 17 and 18 are output within one cycle time (one cycle, 20 ms) of the dimming signal. Control is performed so as to sequentially change to a new gradation.
  • the dimming control unit 16 of the lighting circuit 19 generates a PWM signal having an on-duty corresponding to the dimming level of the light emitting diode 5 in accordance with the dimming signal (DMX signal) output from the dimming device 25.
  • the PWM signal is output to the drive circuits 6 of the first and second lighting circuit units 17 and 18.
  • the dimming control unit 16 when a dimming signal for changing the dimming level of the light emitting diode 5 is input, the dimming control unit 16 generates a PWM signal after the change and supplies the PWM circuit to each drive circuit 6 of the first lighting circuit unit 17.
  • the PWM signal after this change is output.
  • the light emitting diodes 5 of the group A1 are lit at the dimming level after the change from the start of one cycle time (for example, 20 ms) of the dimming signal. Visible light (white light) corresponding to the dimming level is emitted from the light emitting diodes 5 of the group A1.
  • the dimming control unit 16 outputs the generated PWM signal to each drive circuit 6 of the second lighting circuit unit 18 after a delay time (for example, 10 ms) timed by the timer circuit unit 24.
  • a delay time for example, 10 ms
  • the light-emitting diodes 5 of the group A2 are lit at the dimming level after the change from the middle of one cycle time of the dimming signal. From the light emitting diodes 5 of the group A2, visible light (white light) corresponding to the dimming level is emitted.
  • the light control level of the light emitting diodes 5 of the group A1 changes with the start of one cycle time (for example, 20 ms) of the light control signal, and the light emission of the group A2 Since the dimming level of the diode 5 changes after a delay time (for example, 10 ms) obtained by dividing one cycle time (for example, 20 ms) of the dimming signal by 2 which is the number of groups of the light emitting diodes 5, The dimming level changes gradually. As a result, the light source 2 as a whole becomes a smooth digital change instead of a rough digital change in luminance of the light-emitting diode 5. Therefore, when the dimming level of the light emitting diode 5 is changed, it is possible to make it difficult for a person to recognize the luminance change of the light source 2.
  • This second control further has a function of allowing the main control unit 20 of the dimming control unit 16 to set a time for changing the dimming level step by step in the light emitting diode lighting device 15 shown in FIG.
  • the dimming device 25 has a cycle time of 1.2 s (or 0.6 s) for the dimming signal to be output, and the dimming signal is stored in the storage unit 23 of the dimming control unit 16. It is assumed that a delay time of 600 ms (or 300 ms) obtained by dividing the cycle time (1.2 s) (or 0.6 s) by 2 that is the number of groups of the light-emitting diodes 5 is stored.
  • step S4 when the dimming gradation of the dimming signal input this time has changed with respect to the dimming gradation of the dimming signal input immediately before (step S4), the main control unit 20 adjusts those dimming gradations.
  • a light gradation change amount (difference) is calculated (step S9). Then, apart from the delay time (600 ms) (or 300 ms) read from the storage unit 23, the first delay time to the fourth delay time corresponding to the amount of change in the light control gradation are set (steps S10 to S10). Step S16).
  • the set value 63 is the ratio of the 256 levels of the 256 gray levels of the DMX signal, and means that the change in the light control level increases as the set value increases. The same applies to the following set values.
  • the second delay time is set to 400 ms (or 200 ms), for example. If the change amount of the light control gradation is less than the third set value, for example, 191 (127 to 190) (step S12), the third delay time is set to 200 ms (or 100 ms), for example (step S15). .
  • the fourth delay time is, for example, 0 ms or a value close to 0 ms as much as possible (approximately 0 ms).
  • the first to fourth delay times are gradually reduced from the delay time (600 ms) (or 300 ms) stored in the storage unit 23 as the amount of change in the light control gradation increases. Yes.
  • step S6 the delay time set according to the amount of change in the light control gradation is counted by the timer circuit unit 24 (step S6), and the main control unit 20 performs the second lighting on the PWM signal generated after the delay time. Output to the circuit unit 18.
  • the light-emitting diodes 5 of the group A2 are dimmed according to the dimming gradation after the delay time corresponding to the change amount of the dimming gradation with respect to the light-emitting diodes 5 of the group A1. Lights at level (dimming rate).
  • the light-emitting diodes 5 of the group A1 are dimmed and lighted almost simultaneously with the generation of the PWM signal, and the light-emitting diodes 5 of the group A2 Dimming is performed approximately after the first delay time (600 ms) (or 300 ms) after the signal is generated.
  • the change amount of the light control gradation is equal to or greater than the first set value 63 and less than the second set value 127, the light is dimmed and turned on after the second delay time (400 ms) (or 200 ms). If the amount of change in the light gradation is greater than or equal to the second set value 127 and less than or equal to the third set value 191, dimming is similarly performed after the third delay time (200 ms) (or 100 ms). Then, if the amount of change in the light control gradation is equal to or greater than the fourth set value 191, the light is turned on after the fourth delay time (approximately 0 ms).
  • the light-emitting diodes 5 of the groups A1 and A2 are turned on stepwise at a dimming level (dimming rate) corresponding to the dimming gradation of the dimming signal, and the light-emitting diodes 5 of the group A2 are dimmed.
  • the delay time is shortened and the light control level is shifted to a predetermined light control level.
  • the light-emitting diode 5 is not concerned with flickering even when the luminance change at the time of changing the light control level is a rough digital change when the amount of change of the light control level is large.
  • the dimming control unit 16 outputs the first and second lighting circuit units 17 and 18 according to the amount of change in the dimming gradation of the dimming signal input from the dimming device 25. Since the time (delay time) for sequentially changing the light source 2 is made variable, it is possible to make it difficult for a person to recognize the luminance change of the light source 2 when the dimming level of the light emitting diode 5 is changed. As the amount of change in the light control level increases, the light can be turned on at a light control level corresponding to the light control gradation of the light control signal as soon as possible.
  • the light emitting diodes 5 are divided into two groups, and the delay time and the first delay time stored in the storage unit 23 are one cycle time (1.2 s) (or 0.6 s) of the dimming signal. ) Divided by the number of groups 2 (600 ms) (or 300 ms).
  • the delay time is smaller than, for example, 600 ms (or 300 ms). It is desirable that the accumulated delay time after the second lighting circuit section 18 is 600 ms (or 300 ms).
  • FIG. 8 shows another control (third control) in the second embodiment. That is, the main control unit 20 of the dimming control unit 16 has a function of setting a delay time according to the cycle of the dimming signal output from the dimming device 25. As described above, the dimming device 25 has a period of one dimming signal of 20 ⁇ s to 3 s depending on the manufacturer, model, etc.
  • step S21 when the dimming signal is input (step S21), the main control unit 20 reads the delay time stored in the storage unit 23 (step S22), and uses the cycle time of the dimming signal as a reference.
  • a set value of one cycle time, for example, 1.2 s is compared (step S23). And if one cycle time of a light control signal is more than a setting value (1.2 s), the delay time (for example, 600 ms) memorize
  • the dimming control unit 16 determines the dimming gradation of the dimming signal.
  • the timing of outputting the generated PWM signal to the second lighting circuit unit 18 is delayed by the delay time (600 ms) stored in the first lighting circuit unit 17.
  • the main control part 20 will set a delay time (for example, 600 ms) to a new delay time if the one cycle time of the dimming signal is less than the set value (1.2 s) (step S24).
  • the new delay time can be, for example, a time obtained by dividing one cycle time of the dimming signal by the number of groups of the light emitting diodes 5.
  • the newly set delay time is stored in the storage unit 23. Thereby, after that, when the dimming gradation of the dimming signal changes, the dimming control unit 16 newly sets a delay time from the time when the generated PWM signal is output to the first lighting circuit unit 3. After the elapse of time, it is output to the second lighting circuit unit 4.
  • the dimming controller 16 sequentially changes the outputs of the first and second lighting circuit units 17 and 18 according to the period of the dimming signal input from the dimmer 25 (delay). Time) is variably controlled.
  • a dimming device 25 of a different manufacturer or model is connected to the light emitting diode lighting device 15, when the dimming level of the light emitting diode 5 is changed, a person can recognize the luminance change of the light source 2. It can be made difficult, and when the amount of change in the light control level is large, it can be turned on at a light control level corresponding to the light control gradation of the light control signal. Further, it is possible to automatically set a time (delay time) for sequentially changing the output of the second lighting circuit unit 18 from the output time of the first lighting circuit unit 17, thereby saving labor. Have.
  • FIG. 9 to 13 show a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram of a lighting device
  • FIG. 10 is a schematic front view of a light source
  • FIG. 11 is a schematic front view of an LED lighting apparatus
  • FIG. 13 is a schematic block diagram of another lighting device. The same parts as those in FIG. 1 and FIG.
  • the lighting device 31 includes a light control device 25 as a light control unit, the light-emitting diode lighting device 1 and the LED lighting device 32 shown in FIG. 1.
  • the light control device 25 is a light control table, for example, and transmits a DMX signal that is a light control signal of 256 gradations, for example.
  • This DMX signal is a digital signal used in a production field or the like standardized by the American Theater Technology Association (USITT), and indicates the DMX 512 used as a standard of a dimming signal for dimming control.
  • the dimmer 25 transmits a DMX signal with a period of 20 ms, for example.
  • the LED lighting fixture 32 includes an appliance main body 33 in which the light source 2 is disposed. As shown in FIG. 12, the LED lighting fixture 32 is configured, for example, as a spotlight, and the fixture main body 33 includes a light source unit 34 and a lens unit 35.
  • the light source unit 34 emits light emitted from the light emitting diode 5.
  • the lens unit 35 includes projection lenses 36a and 36b that collect light and project the light outside. As shown in FIG. 11, the light emitted from the light source unit 34 is transmitted through a light transmitting portion 37 provided in front of the lens unit 35 and is projected onto an illumination target.
  • the instrument main body 33 is attached to the arm 38 attached to constructions, such as a ceiling, so that a projection direction is rotatable.
  • the light source unit 34 includes a light source 2 that is a planar light source, and heat generated in the light source 2 is radiated to an external space by a radiator (not shown).
  • the light source unit 34 includes a power supply unit 39 that supplies lighting power to the light source 2, a control unit 40 that controls lighting of the light source 2, a cylindrical optical path 41, and the like.
  • the power supply unit 39 is provided with the drive circuit 6 and the DC power supply circuit 4 of the light emitting diode lighting device 1 shown in FIG.
  • the PWM control circuit 9 and the transmission / reception circuit 13 are formed by electronic components mounted on the circuit board 42.
  • a transmission line (not shown) is connected to the circuit board 42, and the control unit 40 inputs the dimming signal transmitted from the dimming device 25 via the transmission line.
  • the cylindrical optical path 41 guides light from the light source 2 to the lens unit 35.
  • the light source 2 has a plurality of chip-like light emitting diodes 5 mounted on a flat printed board 43.
  • the light emitting diode 5 that emits white light is used.
  • a light emitting diode 5 that emits red, green, and blue light may be used for complementary colors.
  • the light source 2 includes a plurality of light emitting diodes 5 connected in series and is grouped into a plurality of LED circuits 44 arranged in a rectangular shape.
  • the plurality of LED circuits 44 are configured such that a light emitting area approximates to a virtual circle 45 by combining a plurality of LED circuits 44.
  • the light source 2 is grouped into 10 LED circuits 46a to 46j.
  • Each LED circuit 46a to 46j has a power supply terminal 47a to 47j individually, and lighting power is supplied from the power supply unit 39 to the power supply terminals 47a to 47j by the lighting control of the control unit 40.
  • the light emitting diodes 5a to 46j are turned on.
  • the LED circuits 46a to 46j are formed by arranging a plurality of light emitting diodes 5 in a rectangular shape, but are classified into three types having different arrangements and different sizes. Each of the LED circuits 46a to 46j has the same rectangular short side length, and seven light emitting diodes 5 are connected in series in the direction of the short side. It is connected.
  • the LED circuits 46c and 46h at the center of the light source 2 are the longest group having the longest rectangular side, and the LED circuits 46a, 46e, 46f and 46j at the both ends have the shortest long side.
  • LED circuits 46b, 46d, 46g, and 46i in the middle portion between the longest group and the shortest group are intermediate groups having a rectangular long side having an intermediate length.
  • the LED circuit 46a, 46c, 46e, 46g, 46i forms the group A1 of the light emitting diode 5 shown in FIG. 1, and the LED circuit 46b, 46d, 46f, 46h, 46j forms the group A2 of the light emitting diode 5. Has been.
  • the illuminating device 31 includes the light emitting diode lighting device 1, the illuminating device 31 can be formed at low cost, and the dimming level of the light source 2 of the LED lighting fixture 32 is PWMed by the dimming signal transmitted from the dimming device 25. It can be changed with a signal. Furthermore, it has an effect that it is difficult to recognize the luminance change when the light control level is changed, and to make it difficult for a person to recognize.
  • FIG. 13 shows another example of a lighting device according to the third embodiment of the present invention.
  • the lighting device 51 is obtained by using the light emitting diode lighting device 15 shown in FIG. 4 in place of the light emitting diode lighting device 1 in the lighting device 31 shown in FIG.
  • the lighting device 51 has the same operations and effects as the lighting device 31 shown in FIG.
  • the dimming control unit inputs the dimming signal from the dimming means, controls the output of each lighting circuit unit according to the dimming signal, and controls the dimming level.
  • the dimming changes the output of the plurality of lighting circuit units is sequentially changed to a new gradation within one cycle of the dimming signal, so that the light source responds to the dimming signal when the dimming level is changed.

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

　発光ダイオード点灯装置１５は、グループ化された複数個の発光ダイオード５からなる光源２と、この光源２の各グループ化された発光ダイオード５を個別に点灯制御する複数個の点灯回路部１７，１８と、調光手段２５からの調光信号を入力して当この調光信号に応じて各点灯回路部１７，１８の出力を制御するとともに、調光階調が変化した場合には調光信号の１周期内において複数個の点灯回路部１７，１８の出力を順次新たな階調に変更する調光制御部１６とを具備している。

Description

発光ダイオード点灯装置、照明装置および照明方法
　本発明の一実施形態は、発光ダイオードを調光点灯する発光ダイオード点灯装置、照明装置および照明方法に関する。
　発光ダイオードを光源とする照明装置は、舞台やスタジオ等の演出用の照明などに用いられており、色温度特性を変化させることなく調光制御を行うためにＰＷＭ（パルス幅変調）制御が用いられている。
　しかし、ＰＷＭ制御による調光制御は、発光ダイオードの点灯時間と消灯時間の制御が必要となるので、発光ダイオードの輝度変化が言わばカクカクしたデジタル的なものとなり、ちらついているように見えることがある。この現象は、輝度の低い低階調状態において、特に顕著に現れる。また、この現象は、ＰＷＭの周波数を高くすることにより解消可能であるが、この場合には、高機能のマイコン（ＣＰＵ）等を必要とするので、照明装置が高価になってしまうという欠点があった。
本発明の第１の実施形態を示す発光ダイオード点灯装置の概略ブロック図である。 同じく、調光レベルの変更における点灯回路の制御を示すタイミング図である。 同じく、他の発光ダイオード点灯装置の概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態を示す発光ダイオード点灯装置の概略ブロック図である。 同じく、調光制御部による点灯回路の制御を示すフロー図である。 同じく、調光制御部による点灯回路の他の異なる制御を示すフロー図である。 同じく、調光レベルの変更における点灯回路の他の異なる制御を示すタイミング図である。 同じく、調光制御部における遅延時間の設定を示すフロー図である。 本発明の第３実施形態を示す照明装置の概略ブロック図である。 同じく、光源の概略正面図である。 同じく、ＬＥＤ照明器具の概略正面図である。 同じく、ＬＥＤ照明器具の概略側断面図である。 同じく、他の照明装置の概略ブロック図である。
 一実施形態に係る発光ダイオード点灯装置は、グループ化された複数個の発光ダイオードからなる光源と；光源の各グループ化された発光ダイオードを個別に点灯制御する複数個の点灯回路部と；調光手段からの調光信号を入力してこの調光信号に応じて各点灯回路部の出力を制御するとともに、調光階調が変更された場合には調光信号の一周期内において複数個の点灯回路部の出力を順次新たな階調に変更する調光制御部と；を備えていることを特徴とする。
　本実施形態の発光ダイオード点灯装置は、光源、点灯回路部および調光制御部を備えて構成される。
　光源は、発光ダイオードがグループ化され、そのグループを複数組み合わせて構成される。
　点灯回路部は、光源の各グループ化された発光ダイオードを個別に点灯制御する。
　調光制御部は、調光階調に応じた調光信号を所定の周期で出力する調光手段からの調光信号を入力してこの調光信号に応じて各点灯回路部の出力を制御する。そして、調光階調が変更された場合には、調光信号の一周期内において複数個の点灯回路部の出力を順次新たな階調に変更するように制御する。
　以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
　本発明の第１の実施形態の発光ダイオード点灯装置（ＬＥＤ点灯装置）１は、図１に示すように構成される。発光ダイオード点灯装置１は、光源２および点灯回路部としての点灯回路３、さらに直流電源回路４を有して形成されている。
　光源２は、発光ダイオード５のグループＡ１，Ａ２を複数組み合わせて構成されている。グループＡ１，Ａ２は、それぞれ複数個の発光ダイオード５が直列接続されて図示しない基板に実装されたＬＥＤ回路からなっている。グループＡ１，Ａ２は、それぞれ複数個からなる。発光ダイオード５の各グループＡ１，Ａ２は、それぞれ個別の駆動回路６に接続されている。発光ダイオード５は、可視光例えば白色光を放射するように形成されている。
　点灯回路３は、第１の点灯回路部７および第２の点灯回路部８により構成されている。第１および第２の点灯回路部７，８は、直流電源回路４に接続されており、直流電源回路４から供給される電力により動作している。
　第１の点灯回路部７は、グループＡ１に対応付けられ、各グループＡ１の発光ダイオード５を点灯制御するものである。また、第２の点灯回路部８は、他のグループであるグループＡ２に対応付けられ、各グループＡ２の発光ダイオード５を点灯制御するものである。発光ダイオード５のグループは、グループＡ１，Ａ２の２グループにより構成されているので、第２の点灯回路部８は、１つ設けられて、１つのグループＡ２に対応付けられている。ここで、発光ダイオード５が３以上にグループ化されると、第１の点灯回路部７に対応付けられる一つのグループＡ１を除く他のグループにそれぞれ第２の点灯回路部８が対応付けられものである。すなわち、第２の点灯回路部８は、複数設けられる。
　第１の点灯回路部７は、ＰＷＭ制御回路９および駆動回路６を有して形成されている。ＰＷＭ制御回路９は、記憶部１０およびタイマー回路１１を内蔵している。ここで、ＰＷＭ制御回路９は、後述の送受信回路１３とともに、本実施形態の調光制御部を構成しているものである。
　ＰＷＭ制御回路９は、記憶部１０に記憶されているプログラムに基づいて動作する。すなわち、ＰＷＭ制御回路９は、外部の図示しない調光装置から出力された調光信号を入力し、この調光信号の調光度（０～１００％）に対応するオンデューティ（予め設定されたPWM信号の１周期内におけるオン期間の割合）のＰＷＭ信号をＰＷＭ生成クロックに基づいて生成して、このＰＷＭ信号を各駆動回路６に出力するように形成されている。ここで、調光信号の調光度（調光階調）は、光源２の調光レベルに対応している。調光信号は、例えばＤＭＸ信号であり、このＰＷＭ信号は、調光信号の１周期時間（例えば２０ｍｓ）内に例えば３２周期（１周期時間０．６２５ｍｓ）分出力される。
　また、ＰＷＭ制御回路９は、生成したＰＷＭ信号を一定の遅延時間経過後に第２の点灯回路部８に出力するように形成されている。この遅延時間は、例えば、調光信号の１周期時間（例えば２０ｍｓ）を発光ダイオード５のグループ数で除した時間であり、ここではグループ数がグループＡ１，Ａ２の２つであるので、例えば１０ｍｓである。タイマー回路１１は、この遅延時間を計時する。
　そして、ＰＷＭ制御回路９は、入力される調光信号の調光度が変更されると、変更された調光度に対応したオンデューティを有するＰＷＭ信号を生成する。
　駆動回路６は、制御部１２を主体として形成され、直列接続された発光ダイオード５に接続されている。制御部１２は、ＰＷＭ制御回路９から出力されたＰＷＭ信号を入力し、ＰＷＭ信号のオンデューティの期間にわたって駆動回路６の出力をオンさせる。これにより、発光ダイオード５は、ＰＷＭ信号のオンデューティの期間、そのグループＡ１毎に駆動回路６から供給される電流が流れて調光点灯する。そして、ＰＷＭ信号のオンデューティが大きくなるに従い、発光ダイオード５に電流が流れている期間が長くなるので、発光ダイオード５の調光レベル（調光率）が上昇する。すなわち、発光ダイオード５の調光レベルは、ＰＷＭ信号のオンデューティが０％のときには０％であり、ＰＷＭ信号のオンデューティが１００％のときには１００％となるものである。なお、駆動回路６は、第２の点灯回路部８においても同様に動作する。
　第２の点灯回路部８は、送受信回路１３および駆動回路６を有して形成されている。送受信回路１３は、タイマー回路１４を内蔵している。
　送受信回路１３は、第１の点灯回路部７のＰＷＭ制御回路９からＰＷＭ信号を入力し、このＰＷＭ信号を駆動回路６に出力するように形成されている。これにより、各グループＡ２の発光ダイオード５は、ＰＷＭ信号のオンデューティ比（調光レベル）で調光点灯される。
　タイマー回路１４は、送受信回路１３がＰＷＭ信号を入力した時点から前記遅延時間（例えば１０ｍｓ）を計時する。送受信回路１３は、タイマー回路１４が計時した前記遅延時間後に入力したＰＷＭ信号を他の第２の点灯回路部８の一つに出力するものである。しかし、ここでは、発光ダイオード５のグループ数は、グループＡ１，Ａ２の２つであり、第２の点灯回路部８は、グループＡ２に対応した１つであるので、ＰＷＭ信号を出力する他の第２の点灯回路部８が設けられていない。したがって、タイマー回路１４は、設けなくてもよい。
　すなわち、発光ダイオード５のグループ数が３つ以上であって、第２の点灯回路部８が複数である場合には、ＰＷＭ信号が前記遅延時間後に他の第２の点灯回路部８の一つに順次出力されていく。この場合、第１の点灯回路部７は、生成したＰＷＭ信号を第２の点灯回路部８の一つに出力する。
　直流電源回路４は、点灯回路３に接続されており、第１および第２の点灯回路部７，８に電力を供給する。直流電源回路４は、例えば、商用交流電源を整流平滑した整流平滑回路、または商用交流電源を整流または整流平滑し、これに昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路あるいは昇降圧チョッパ回路を接続した直流電源回路とすることができる。また、直流電源回路４は、定電圧源または定電流源であってもよい。なお、直流電源回路４は、第１および第２の点灯回路部７，８に個別に設けてもよい。
　次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
　第１の点灯回路部７のＰＷＭ制御回路９は、外部の調光装置から出力された調光信号例えばＤＭＸ信号に応じて、発光ダイオード５の調光レベルに対応するオンデューティを有するＰＷＭ信号を生成して、このＰＷＭ信号を第１の点灯回路部７の各駆動回路６に出力する。すなわち、ＰＷＭ制御回路９は、発光ダイオード５の調光レベルを変更する調光信号が入力されると、この変更後のＰＷＭ信号を生成するとともに、各駆動回路６にこの変更後のＰＷＭ信号を出力する。これにより、グループＡ１の発光ダイオード５は、図２に示すように、調光信号の１周期期間（例えば２０ｍｓ）の開始から変更後の調光レベルで点灯する。グループＡ１の発光ダイオード５からは、調光レベルに応じた可視光（白色光）が放射される。
　そして、ＰＷＭ制御回路９は、タイマー回路１１が計時した遅延時間（例えば１０ｍｓ）後に、生成したＰＷＭ信号を第２の点灯回路部８に出力する。第２の点灯回路部８は、入力したＰＷＭ信号を自己の駆動回路６に出力する。これにより、グループＡ２の発光ダイオード５は、図２に示すように、調光信号の１周期期間の中間から変更後の調光レベルで点灯する。グループＡ２の発光ダイオード５からは、調光レベルに応じた可視光（白色光）が放射される。
　光源２は、調光レベルの変更時、グループＡ１の発光ダイオード５の調光レベルが調光信号の１周期時間（例えば２０ｍｓ）の開始とともに変化し、グループＡ２の発光ダイオード５の調光レベルが調光信号の１周期時間（例えば２０ｍｓ）を発光ダイオード５のグループ数である２で除した遅延時間（例えば１０ｍｓ）後に変化するので、調光信号の１周期時間内において調光レベルが段階的に変化していく。これにより、光源２は、全体として、発光ダイオード５の輝度変化が粗いデジタル的な変化とならずに滑らかなデジタル的な変化となる。したがって、発光ダイオード５の調光レベルが変更されたときに、人に光源２の輝度変化を認識させにくくすることが可能であるという効果を有する。
　そして、調光レベルの変更時、第１の点灯回路部７にタイマー回路１１を設けて、前記遅延時間後に生成したＰＷＭ信号を出力する簡易な制御構成であるので、発光ダイオード点灯装置１を安価に形成することができる。
　なお、発光ダイオード点灯装置１において、光源２を発光ダイオード５のグループＡ１，Ａ２に分けたが、これに限らず、光源２の発光ダイオード５を３つ以上のグループに分けて構成してもよい。この場合、第１の点灯回路部７のＰＷＭ制御回路９は、生成したＰＷＭ信号を調光信号の１周期時間を発光ダイオード５のグループ数で除した遅延時間後に第２の点灯回路部８に出力する。さらに第２の点灯回路部８は、第１の点灯回路部７からのＰＷＭ信号を前記遅延時間後、他の第２の点灯回路部８に順次出力するように形成してもよい。
　また、ＰＷＭ制御回路９に入力される調光信号は、ＤＭＸ信号に限らず、電圧値信号などのアナログ信号であってもよい。この場合、１周期時間は、調光信号の単位出力時間を意味する。
　図３は、本発明の第１の実施形態の他の発光ダイオード点灯装置を示す概略ブロック図ある。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
　図３に示す発光ダイオード点灯装置（ＬＥＤ点灯装置）１Ａは、図１に示す発光ダイオード点灯装置１と、第１の点灯回路部７のＰＷＭ制御回路９が、タイマー回路１１を具備せず、第２の点灯回路部８の送受信回路１３が、タイマー回路１４を具備する点で異なる。
　ＰＷＭ制御回路９は、生成したＰＷＭ信号を第１の点灯回路部７の駆動回路６に出力するとともに、第２の点灯回路部８の送受信回路１３に出力する。第２の点灯回路部８のタイマー回路１４は、送受信回路１３がＰＷＭ信号を入力した時点からの時間を計時する。そして、送受信回路１３は、タイマ回路１４が遅延時間（例えば１０ｍｓ）を計時すると、入力したＰＷＭ信号を駆動回路６に出力し、さらに他の第２の点灯回路部８に出力するものである。
　本実施形態の発光ダイオード点灯装置１Ａは、図１に示す発光ダイオード点灯装置１と同様、光源２の発光ダイオード５の輝度変化が粗いデジタル的な変化とならずに滑らかなデジタル的な変化となるので、発光ダイオード５の調光レベルが変更されたときに、人に光源２の輝度変化を認識させにくくすることができるという効果を有する。
　また、第１の点灯回路部７にはタイマー回路１１を設けず、代わりに第２の点灯回路部８に設けたタイマー回路１４により前記遅延時間を計時し、入力したＰＷＭ信号を出力する簡易な制御構成であるので、発光ダイオード点灯装置１Ａを安価に形成することが可能であるという効果を有する。
　次に、本発明の第２の実施形態について図４を参照して説明する。
　本発明の２の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置（ＬＥＤ点灯装置）１５は、図４に示すように構成される。この発光ダイオード点灯装置１５では、図１に示す発光ダイオード点灯装置１おいて、ＰＷＭ制御回路９および送受信回路１３に相当する部分を調光制御部１６として形成し、この調光制御部１６を制御部１２からなる駆動回路６に接続して第１の点灯回路部１７が形成される。さらに、制御部１２を有する他の駆動回路６が調光制御部１６に接続されて第２の点灯回路部１８が形成される。すなわち、点灯回路１９は調光制御部１６、第１および第２の点灯回路部１７，１８により形成されている。その他の構成は、図１に示す発光ダイオード点灯装置１と同様である。
　点灯回路１９は、直流電源回路４に接続されており、調光制御部１６、第１の点灯回路部１７および第２の点灯回路部１８がそれぞれ直流電源回路４から供給される電力により動作する。
　調光制御部１６は、例えばマイコンにより形成され、ＣＰＵ（中央処理装置）を備えた主制御部２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶部２３およびタイマー回路部２４により構成されている。なお、この構成は、一例であって、これに限定されるものではない。
　主制御部２０は、ＲＯＭ２１に記憶されているプログラムに基づいて制御動作する。すなわち、主制御部２０は、外部の調光手段としての調光装置２５から出力された調光信号を図示しない入力部を介して入力し、当該調光信号の調光階調（０～１００％）に対応するオンデューティのＰＷＭ信号をＰＷＭ生成クロックに基づいて生成して、このＰＷＭ信号を第１および第２の点灯回路部１７，１８にそれぞれ出力するように形成されている。ここで、調光信号の調光階調（調光度）は、光源２の調光レベルに対応している。調光信号は、例えばＤＭＸ信号であり、０～２５５階調を有する。
　調光装置２５は、発光ダイオード５の調光レベル（調光率）に対応した調光階調の調光信号（ＤＭＸ信号）を出力する。その調光信号の１周期時間は、メーカーや機種等により異なっており、２０μｓ～３ｓとなっている。本実施形態では、調光装置２５から１周期時間２０ｍｓの調光信号が出力されるものとする。したがって、調光制御部１６の主制御部２０は、ＰＷＭ信号を調光信号の１周期時間（２０ｍｓ）内に例えば３２周期（１周期時間０．６２５ｍｓ）分出力するように制御する。
　また、主制御部２０は、ＰＷＭ信号を生成すると、直ちに当該ＰＷＭ信号を第１の点灯回路部１７に出力するとともに、予め設定された遅延時間経過後に、このＰＷＭ信号を第２の点灯回路部１８に出力するように形成されている。この遅延時間は、例えば、調光信号の１周期時間（２０ｍｓ）を発光ダイオード５のグループ数で除した時間であり、ここではグループ数がグループＡ１，Ａ２の２つであるので、例えば１０ｍｓである。遅延時間は、不揮発性の記憶部２３に記憶される。また、遅延時間は、タイマー回路部２４で計時される。
　以下、発光ダイオード点灯装置１５の動作を主制御部２０の制御動作にしたがって説明する。
　図５において、主制御部２０は、調光装置２５から出力された調光信号を入力する（ステップＳ１）と、この調光信号の調光階調に応じたＰＷＭ信号を生成する（ステップＳ２）。そして、生成したＰＷＭ信号を第１の点灯回路部１７に出力する（ステップＳ３）。
　第１の点灯回路部１７は、その各駆動回路６がＰＷＭ信号のオンデューティの期間に亘ってオンし、各ＬＥＤ回路に電流を供給する。これにより、グループＡ１の発光ダイオード５は、調光信号の調光階調（調光度）に応じた調光レベル（調光率）で点灯する。
　そして、主制御部２０は、今回入力した調光信号と直前に入力した調光信号のそれぞれの調光階調を比較して変化の有無を判定する（ステップＳ４）。ここで、直前に入力した調光信号の調光階調は、ＲＡＭ２２に記憶させている。したがって、今回入力した調光信号の調光階調は、ＲＡＭ２２に記憶される。そして、調光階調が変化していない場合には、生成したＰＷＭ信号を第２の点灯回路部１８に出力する（ステップＳ８）。
　第２の点灯回路部１８は、その各駆動回路６がＰＷＭ信号のオンデューティの期間に亘ってオンし、グループ化された各ＬＥＤ回路に電流を供給する。これにより、グループＡ２の発光ダイオード５は、調光信号の調光階調（調光度）に応じた調光レベル（調光率）で点灯する。
　そして、ステップＳ４において、直前に入力した調光信号に対して今回入力した調光信号の調光階調が変化している場合には、記憶部２３から遅延時間を読み出し（ステップＳ５）、例えば判定時点からの経過時間をタイマー回路部２４に計時させる（ステップＳ６）。また、主制御部２０は、入力される調光信号の調光階調が変更されると、変更された調光階調に対応したオンデューティを有するＰＷＭ信号を生成するものである。
　そして、主制御部２０は、タイマー回路部２４が計時する経過時間が記憶部２３から読み出した遅延時間（１０ｍｓ）に達すると（ステップＳ７）、生成したＰＷＭ信号を第２の点灯回路部１８に出力する（ステップＳ８）。
　第２の点灯回路部１８には、第１の点灯回路部１７がＰＷＭ信号を入力した時から一定の遅延時間が経過した後に、このＰＷＭ信号が入力される。これにより、グループＡ２の発光ダイオード５は、グループＡ１の発光ダイオード５よりも一定の遅延時間後に、変更された新しい調光レベル（調光率）で点灯する。
　以下、ステップＳ１に戻り、上述したステップを繰り返す。このように、主制御部２０（調光制御部１６）は、調光装置２５からの調光信号を入力してこの調光信号に応じて第１および第２の点灯回路部１７，１８の出力を制御する。また、入力した調光信号の調光階調が変化した場合には、調光信号の一周期時間（一周期、２０ｍｓ）内において、第１および第２の点灯回路部１７，１８の出力を順次新たな階調に変更するように制御する。
　次に、本発明の第２の実施形態の作用について述べる。
　点灯回路１９の調光制御部１６は、調光装置２５から出力された調光信号（ＤＭＸ信号）に応じて、発光ダイオード５の調光レベルに対応するオンデューティを有するＰＷＭ信号を生成して、このＰＷＭ信号を第１および第２の点灯回路部１７，１８の各駆動回路６に出力する。　そして、調光制御部１６は、発光ダイオード５の調光レベルを変更する調光信号が入力すると、この変更後のＰＷＭ信号を生成するとともに、第１の点灯回路部１７の各駆動回路６にこの変更後のＰＷＭ信号を出力する。これにより、グループＡ１の発光ダイオード５は、図２に示すように、調光信号の１周期時間（例えば２０ｍｓ）の開始から変更後の調光レベルで点灯する。グループＡ１の発光ダイオード５からは、調光レベルに応じた可視光（白色光）が放射される。
　そして、調光制御部１６は、タイマー回路部２４が計時した遅延時間（例えば１０ｍｓ）後に、生成したＰＷＭ信号を第２の点灯回路部１８の各駆動回路６に出力する。これにより、グループＡ２の発光ダイオード５は、調光信号の１周期時間の中間から変更後の調光レベルで点灯する。グループＡ２の発光ダイオード５からは、調光レベルに応じた可視光（白色光）が放射される。
　本実施形態によれば、光源２は、調光レベルの変更時、グループＡ１の発光ダイオード５の調光レベルが調光信号の１周期時間（例えば２０ｍｓ）の開始とともに変化し、グループＡ２の発光ダイオード５の調光レベルが調光信号の１周期時間（例えば２０ｍｓ）を発光ダイオード５のグループ数である２で除した遅延時間（例えば１０ｍｓ）後に変化するので、調光信号の１周期内において調光レベルが段階的に変化していく。これにより、光源２は、全体として、発光ダイオード５の輝度変化が粗いデジタル的な変化とならずに滑らかなデジタル的な変化となる。したがって、発光ダイオード５の調光レベルが変更されたときに、人に光源２の輝度変化を認識させにくくすることが可能であるという効果を有する。
　本発明の第２の実施形態に係る他の制御（第２の制御）について以下に説明する。この第２の制御は、図４に示す発光ダイオード点灯装置１５において、調光制御部１６の主制御部２０が調光レベルを段階的に変化させる時間を設定できる機能をさらに有するものである。ここで、調光装置２５は、その出力する調光信号の一周期時間が１．２ｓ（又は０．６ｓ）のものとし、調光制御部１６の記憶部２３には、調光信号の一周期時間（１．２ｓ）（又は０．６ｓ）を発光ダイオード５のグループ数である２で除した６００ｍｓ（又は３００ｍｓ）の遅延時間が記憶されているものとする。
　図６において、主制御部２０は、今回入力した調光信号の調光階調が直前に入力した調光信号の調光階調に対して変化していると（ステップＳ４）、それらの調光階調の変化量（差分）を算出する（ステップＳ９）。そして、記憶部２３から読み出した遅延時間（６００ｍｓ）（又は３００ｍｓ）とは別に、調光階調の変化量に応じた第１の遅延時間～第４の遅延時間をそれぞれ設定する（ステップＳ１０～ステップＳ１６）。すなわち、調光階調の変化量が第１の設定値例えば６３未満（０～６２）であると（ステップＳ１０）、設定する第１の遅延時間を記憶部２３から読み出した遅延時間（６００ｍｓ）（又は３００ｍｓ）とする（ステップＳ１３）。ここで、設定値の６３とは、ＤＭＸ信号の２５６階調の２５６段階に対する割合であり、設定値が大きくなる程、調光レベルの変化が大きいことを意味している。以下の設定値についても同様である。
　そして、調光階調の変化量が第２の設定値例えば１２７未満（６３～１２６）であると（ステップＳ１１）、第２の遅延時間を例えば４００ｍｓ（又は２００ｍｓ）に設定する。そして、調光階調の変化量が第３の設定値例えば１９１未満（１２７～１９０）であると（ステップＳ１２）、第３の遅延時間を例えば２００ｍｓ（又は１００ｍｓ）に設定する（ステップＳ１５）。また、調光階調の変化量が第４の設定値例えば１９１以上（１９１～２５５）であると（ステップＳ１２）、第４の遅延時間を例えば０ｍｓあるいは限りなく０ｍｓに近い値（略０ｍｓ）に設定する。このように、第１ないし第４の遅延時間は、調光階調の変化量が大きくなるにしたがって記憶部２３に記憶されている遅延時間（６００ｍｓ）（又は３００ｍｓ）から段階的に小さくしている。
　そして、調光階調の変化量に応じて設定された遅延時間は、タイマー回路部２４で計時され（ステップＳ６）、主制御部２０は、当該遅延時間後に生成したＰＷＭ信号を第２の点灯回路部１８に出力する。これにより、図７に示すように、グループＡ２の発光ダイオード５は、グループＡ１の発光ダイオード５に対して調光階調の変化量に応じた遅延時間後に、調光階調に応じた調光レベル（調光率）で点灯する。すなわち、グループＡ１の発光ダイオード５は、ＰＷＭ信号の生成とほぼ同時に調光点灯され、グループＡ２の発光ダイオード５は、調光階調の変化量が第１の設定値６３未満であると、ＰＷＭ信号の生成後のほぼ第１の遅延時間（６００ｍｓ）（又は３００ｍｓ）後に調光点灯される。
　また、調光階調の変化量が第１の設定値６３以上であり第２の設定値１２７未満であると、同じく第２の遅延時間（４００ｍｓ）（又は２００ｍｓ）後に調光点灯され、調光階調の変化量が第２の設定値１２７以上であり第３の設定値１９１以下であると、同じく第３の遅延時間（２００ｍｓ）（又は１００ｍｓ）後に調光点灯される。そして、調光階調の変化量が第４の設定値１９１以上であると、同じく第４の遅延時間（略０ｍｓ）後に調光点灯される。
　このように、グループＡ１，Ａ２の発光ダイオード５は、調光信号の調光階調に応じた調光レベル（調光率）で段階的に点灯されるとともに、グループＡ２の発光ダイオード５は調光レベルの変化量が大きくなるほど遅延時間を短縮されて所定の調光レベルに移行される。発光ダイオード５は、調光レベルの変化量が大きいときには、調光レベルの変更時の輝度変化が粗いデジタル的な変化となってもちらつきが気にならないものである。
　本実施形態によれば、調光制御部１６は、調光装置２５から入力される調光信号の調光階調の変化量に応じて第１および第２の点灯回路部１７，１８の出力を順次変更する時間（遅延時間）が変化可能に形成されているので、発光ダイオード５の調光レベルが変更されたときに、人に光源２の輝度変化を認識させにくくすることができるとともに、調光レベルの変化量が大きくなるにしたがい早く調光信号の調光階調に応じた調光レベルで点灯させることができるという効果を有する。
　このことは、例えば、急激に明るくまたは暗くする照明シーンのように、照明の変化を明確に認識させたい場合に有効である。
　なお、本実施形態では、発光ダイオード５を２つのグループとし、記憶部２３に記憶された遅延時間および第１の遅延時間は、調光信号の一周期時間（１．２ｓ）（又は０．６ｓ）をグループ数２で除した時間値（６００ｍｓ）（又は３００ｍｓ）としたが、発光ダイオード５のグループ数が３以上の場合には、前記遅延時間は、例えば前記６００ｍｓ（又は３００ｍｓ）よりも小さくするのが望ましく、第２の点灯回路部１８以降の累計の遅延時間が前記６００ｍｓ（又は３００ｍｓ）であるのがより望ましい。
　図８は、第２の実施形態における、他の制御　(第３の制御)　を示すものである。すなわち、調光制御部１６の主制御部２０に調光装置２５から出力される調光信号の周期に応じて遅延時間を設定する機能を持たせたものである。調光装置２５は、上述したように、その調光信号の１周期時間がメーカーや機種等により異なっており、２０μｓ～３ｓとなっている。
　図８において、主制御部２０は、調光信号を入力する（ステップＳ２１）と記憶部２３に記憶されている遅延時間を読み出し（ステップＳ２２）、調光信号の一周期時間と、基準とした一周期時間の設定値例えば１．２ｓとを比較する（ステップＳ２３）。そして、調光信号の一周期時間が設定値（１．２ｓ）以上であると、記憶部２３に記憶されている遅延時間（例えば６００ｍｓ）を変更しないものである。これにより、発光ダイオード点灯装置１５に一周期時間１．２ｓ～３ｓの調光信号を出力する調光装置２５が接続されると、調光制御部１６は、調光信号の調光階調が変化したときに、生成したＰＷＭ信号の第２の点灯回路部１８に出力するタイミングを第１の点灯回路部１７に対して記憶されている遅延時間（６００ｍｓ）だけ遅延させる。
　そして、主制御部２０は、調光信号の一周期時間が設定値（１．２ｓ）未満であると、遅延時間（例えば６００ｍｓ）を新たな遅延時間に設定する（ステップＳ２４）。新たな遅延時間は、例えば調光信号の一周期時間を発光ダイオード５のグループ数で除した時間とすることができる。新たに設定された遅延時間は、記憶部２３に記憶される。これにより、以後、調光制御部１６は、調光信号の調光階調が変化したときに、生成したＰＷＭ信号を第１の点灯回路部３へ出力した時点から新たに設定された遅延時間経過後に第２の点灯回路部４に出力する。
　上述したように、調光制御部１６は、調光装置２５から入力される調光信号の周期に応じて、第１および第２の点灯回路部１７，１８の出力を順次変更する時間（遅延時間）を可変制御する。
　本実施形態によれば、メーカーや機種の異なる調光装置２５を発光ダイオード点灯装置１５に接続した場合、発光ダイオード５の調光レベルが変更された時に、人に光源２の輝度変化を認識させにくくすることができるとともに、調光レベルの変化量が大きい場合に早く調光信号の調光階調に応じた調光レベルで点灯させることができる。さらに、第２の点灯回路部１８の出力を第１の点灯回路部１７の出力時点から順次変更する時間（遅延時間）を自動的に設定でき、これにより省力化を図ることができるという効果を有する。
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
　図９ないし図１３は、本発明の第３の実施形態を示し、図９は照明装置の概略ブロック図、図１０は光源の概略正面図、図１１はＬＥＤ照明器具の概略正面図、図１２はＬＥＤ照明器具の概略側断面図、図１３は他の照明装置の概略ブロック図である。なお、図１および図４と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
　本実施形に係る照明装置３１は、図９に示すように、調光手段としての調光装置２５、図１に示す発光ダイオード点灯装置１およびＬＥＤ照明器具３２を有して構成されている。
　調光装置２５は、例えば調光卓であり、例えば２５６階調の調光信号であるＤＭＸ信号を送信する。このＤＭＸ信号は、米国劇場技術協会（ＵＳＩＴＴ）が規格した演出分野などに用いられるデジタル信号であり、調光制御用の調光信号の規格として用いられているＤＭＸ５１２を指している。調光装置２５は、例えば２０ｍｓの周期でＤＭＸ信号を送信する。
　ＬＥＤ照明器具３２は、光源２を配設している器具本体３３を備えて構成されている。そして、ＬＥＤ照明器具３２は、図１２に示すように、例えばスポットライトに構成されており、器具本体３３が光源ユニット３４およびレンズユニット３５を備えている。光源ユニット３４からは、発光ダイオード５の放射光が出射される。レンズユニット３５は、光を集光して外部に投影する投影レンズ３６ａ、３６ｂを備えている。光源ユニット３４から出射される光は、図１１に示すように、レンズユニット３５の正面に設けられた透光部３７を透光して照明対象へ投射される。そして、器具本体３３は、天井等の造営物に取り付けられたアーム３８に投射方向を回動自在に取り付けられている。
　図１２において、光源ユニット３４は、面状光源である光源２が備えられ、この光源２に発生する熱が図示しない放熱器によって外部空間に放熱されるように構成されている。光源ユニット３４には、光源２に点灯電源を供給する電源部３９、光源２を点灯制御する制御部４０、筒状光路４１などが備えられている。電源部３９には、図１に示す発光ダイオード点灯装置１の駆動回路６および直流電源回路４などが設けられている。制御部４０には、ＰＷＭ制御回路９および送受信回路１３が回路基板４２に実装された電子部品などにより形成されている。回路基板４２には、図示しない伝送線が接続されており、制御部４０は、伝送線を介して調光装置２５から送信された調光信号を入力する。筒状光路４１は、光源２の光をレンズユニット３５に導光するものである。
　光源２は、図１０に示すように、平板状のプリント基板４３に複数個のチップ状の発光ダイオード５が実装されている。発光ダイオード５は、白色光を放射するものが用いられている。なお、補色用として赤、緑および青の光を放射する発光ダイオード５を用いていてもよい。
　光源２は、複数個の発光ダイオード５が直列接続されるとともに、矩形に配列された複数のＬＥＤ回路４４にグループ分けされている。これら複数のＬＥＤ回路４４は、複数個が組み合わせられることにより、発光域が仮想円形４５に近似するように構成されている。
　光源２は、１０個のＬＥＤ回路４６ａ～４６ｊにグループ分けされている。各ＬＥＤ回路４６ａ～４６ｊは、それぞれ個別に電源端子４７ａ～４７ｊを有し、これら電源端子４７ａ～４７ｊに対して制御部４０の点灯制御で電源部３９から点灯電源が供給されて、各ＬＥＤ回路４６ａ～４６ｊの発光ダイオード５が点灯する。
　各ＬＥＤ回路４６ａ～４６ｊは、複数個の発光ダイオード５が矩形に配列されて形成されているが、複数個の発光ダイオード５の配列が異なり、かつ大きさが異なる３種類に分類されている。各ＬＥＤ回路４６ａ～４６ｊは、３種類とも、矩形短辺の長さが同じであり、この短辺方向には７個の発光ダイオード５が直列接続され、この直列接続の回路がグループ単位で並列接続されている。光源２の中央部のＬＥＤ回路４６ｃ、４６ｈは、矩形長辺の長さが最長である最長グループであり、両端部のＬＥＤ回路４６ａ、４６ｅ、４６ｆ、４６ｊは、矩形長辺の長さが最短である最短グループであり、最長グループと最短グループとの間の中間部のＬＥＤ回路４６ｂ，４６ｄ，４６ｇ，４６ｉは、矩形長辺の長さが中間長の中間グループである。そして、ＬＥＤ回路４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４６ｇ，４６ｉによって、図１に示す発光ダイオード５のグループＡ１が形成され、ＬＥＤ回路４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４６ｈ，４６ｊによって、発光ダイオード５のグループＡ２が形成されている。
　照明装置３１は、発光ダイオード点灯装置１を具備するので、安価に形成することが可能で、調光装置２５から送信された調光信号により、ＬＥＤ照明器具３２の光源２の調光レベルをＰＷＭ信号で変更させることができる。さらに、調光レベルの変更時の輝度変化が分かりにくく、人に認識させにくくすることができるという効果を有する。
　図１３は本発明の第３の実施形態に係る他の例の照明装置を示すものである。照明装置５１は、図９に示す照明装置３１において、発光ダイオード点灯装置１に替えて図４に示す発光ダイオード点灯装置１５が用いられたものである。照明装置５１は、図９に示す照明装置３１と同様の作用、効果を有する。
　本実施形態の発光ダイオード点灯装置によれば、調光制御部は、調光手段からの調光信号を入力して当該調光信号に応じて各点灯回路部の出力を制御し、調光階調が変化した場合には、調光信号の一周期内において複数個の点灯回路部の出力を順次新たな階調に変更させるので、光源は、調光レベルの変更時に、調光信号に応じた調光階調でグループ毎に順次点灯していく。これにより、発光ダイオードの調光レベルの変更時の輝度変化が粗いデジタル的な変化とならずに滑らかな変化となることが期待できる。
 以上において幾つかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、単に例として示したもので、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実際、ここに於いて述べた新規な装置は種々の他の形態に具現化されてもよいし、さらに、本発明の主旨またはスピリットから逸脱することなくここに於いて述べた装置の形態における種々の省略、置き換えおよび変更を行ってもよい。付随する請求項およびそれらの均等物は、本発明の範囲および主旨またはスピリットに入るようにそのような形態もしくは変形を含むことを意図している。
関連出願の引用
 本出願は、２０１０年９月３０日に出願した先行する日本国特許出願２０１０－２２２２７５号、２０１１年８月１２日に出願した日本国特許出願２０１１－１７６６６４号による優先権の利益に基礎をおき、かつ、その利益を求めており、その内容全体が引用によりここに包含される。
　１、１Ａ，１５…発光ダイオード点灯装置、　２…光源、　５…発光ダイオード、　７，１７…点灯回路部としての第１の点灯回路部、　８，１８…点灯回路部としての第２の点灯回路部、　９…調光制御部を形成するＰＷＭ制御回路、　１３…調光制御部を形成する送受信回路、　１６…調光制御部、　２５…調光手段としての調光装置、　３１，５１…照明装置、　３２…ＬＥＤ照明器具

Claims (5)

  1. 　グループ化された複数個の発光ダイオードからなる光源と；
    　この光源の各グループ化された発光ダイオードを個別に点灯制御する複数個の点灯回路部と；
    　調光手段からの調光信号を入力して、この調光信号に応じて各点灯回路部の出力を制御するとともに、調光階調が変化した場合には調光信号の一周期内において複数個の点灯回路部の出力を順次新たな階調に変更する調光制御部と；
    を具備していることを特徴とする発光ダイオード点灯装置。
  2. 　前記調光制御部は、調光手段から入力される調光信号の調光階調の変化量に応じて前記各点灯回路部の出力を順次変更する時間が変更可能に形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード点灯装置。
  3. 　前記調光制御部は、調光手段から入力される調光信号の周期に応じて前記各点灯回路部の出力を順次変更する時間が変更可能に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の発光ダイオード点灯装置。
  4. 　調光階調に応じた調光信号を所定の周期で出力する調光手段と；
    　この調光手段から送信された調光信号の調光階調に応じて光源を調光点灯する請求項１ないし３いずれか一記載の発光ダイオード点灯装置と；
    　この発光ダイオード点灯装置の光源を配設している器具本体を有するＬＥＤ照明器具と；
    を具備していることを特徴とする照明装置。
  5. 　グループ化された複数個の発光ダイオードからなる光源と、各グループ化された発光ダイオードを個別に点灯制御する複数個の点灯回路部とを備え、調光信号を各点灯回路部に入力するステップと、この調光信号に応じて各点灯回路部の出力を制御するステップと、前記調光信号に対応する調光階調が変更された場合に前記調光信号の一周期内において前記複数個の点灯回路部の出力を順次新たな階調に変更するステップとを具備したことを特徴とする照明装置の照明方法。
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