説明

有機EL点灯装置及び照明器具

【課題】調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすい有機EL点灯装置並びに該有機EL点灯装置を用いた照明器具を提供する。
【解決手段】調光信号によって発光モジュールへの供給電流の電流値Ioの変更が指示された時点tsの後、発光モジュールへの供給電流の電流値Ioを調光信号に従った電流値I2とする時点teの前に、電源部から発光モジュールへの出力電流の電流値Ioを、上記変更前の出力電流の電流値I1と上記変更後の出力電流の電流値I2とのいずれよりも高い電流値Itとする。調光制御が受け付けられた時点tsと過渡期間の終了時点teとのいずれかで、変更の前後の出力電流の電流値I1,I2の差よりも大きく出力電流の電流値Ioが変化することにより発光モジュールの光出力が大きく変化するから、調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすくなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機EL素子を光源とする発光モジュールを点灯させる有機EL点灯装置並びに該有機EL点灯装置を用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、有機EL素子を光源とした発光モジュールを点灯させる有機EL点灯装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2006−210848号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
有機EL素子を光源とした発光モジュールでは、供給する電流の電流値を増減させることによって光出力を変化させることができることが知られている。
【0004】
しかし、一般に、発光モジュールでは、図8(a)に示すように光束φを低下させるときと図8(b)に示すように光束φを増加させるときとのいずれにおいても、光束φは、供給される電流の電流値が変化した時点t1で即座に変化するわけではなく、徐々に変化する。これは、発光モジュールの光束φが発光モジュールの温度にも依存していることに加え、発光モジュールの温度の変化には時間がかかることに起因する。
【0005】
従来は、光出力を変化させる制御(以下、「調光制御」と呼ぶ。)が受け付けられた後、上記のように光束φが徐々に変化するため、調光制御が受け付けられたか否かが見た目からは判別しづらかった。
【0006】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすい有機EL点灯装置並びに該有機EL点灯装置を用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1の発明は、有機EL素子を光源とする発光モジュールを点灯させるための電力を出力する電源部と、発光モジュールへの供給電流の電流値を指示する調光信号が入力される調光信号入力部と、調光信号入力部に入力された調光信号に従った電流値の出力電流を発光モジュールに供給するように電源部を制御する制御部とを備え、制御部は、調光信号入力部に入力された調光信号に従って電源部の出力電流の電流値を変更する前に、電源部の出力電流の電流値を、前記変更の前後の出力電流の電流値に挟まれた範囲外の電流値とする過渡動作を行うことを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、過渡動作中のいずれかの時点において、電源部の出力電流の電流値が、調光信号に従った調光制御の前後での出力電流の電流値の差よりも大きく変化することにより発光モジュールの光出力が大きく変化するから、調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすくなる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、制御部は、過渡動作中の電源部の出力電流の電流値を、過渡動作の前後の出力電流の電流値のいずれよりも高くすることを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、制御部は、過渡動作中の電源部の出力電流の電流値を、過渡動作の前後の出力電流の電流値のいずれよりも低くすることを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明は、請求項3の発明において、制御部は、過渡動作中には電源部の出力電流の電流値を0とすることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、請求項3の発明において過渡動作中に電源部の出力電流の電流値を0としない場合に比べ、発光モジュールの光出力の変化が大きくなるから、調光制御が受け付けられたことがより判別しやすくなる。
【0013】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、制御部は、過渡動作の後の電流値が過渡動作の前の電流値よりも低い場合には、過渡動作中は電源部の出力電流の電流値を過渡動作の前の電流値よりも高くした後で過渡動作の後の電流値よりも低くし、過渡動作の後の電流値が過渡動作の前の電流値よりも高い場合には、過渡動作中は電源部の出力電流を過渡動作の前の電流値よりも低くした後で過渡動作の後の電流値よりも高くすることを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、請求項2〜4の発明に比べ、過渡動作中の発光モジュールの光出力の変化が大きくなるから、調光制御が受け付けられたことがより判別しやすくなる。
【0015】
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機EL点灯装置と、有機EL点灯装置と有機EL点灯装置の電源部によって電流を供給される発光モジュールとをそれぞれ保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
請求項1の発明によれば、制御部が、調光信号入力部に入力された調光信号に従って電源部の出力電流の電流値を変更する前に、電源部の出力電流の電流値を、前記変更の前後の出力電流の電流値に挟まれた範囲外の電流値とする過渡動作を行うので、過渡動作中のいずれかの時点において、電源部の出力電流の電流値が、調光信号に従った調光制御の前後での出力電流の電流値の差よりも大きく変化することにより発光モジュールの光出力が大きく変化するから、調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすくなる。
【0017】
請求項4の発明によれば、過渡動作中に電源部の出力電流の電流値を0とするので、請求項3の発明において過渡動作中に電源部の出力電流の電流値を0としない場合に比べ、発光モジュールの光出力の変化が大きくなるから、調光制御が受け付けられたことがより判別しやすくなる。
【0018】
請求項5の発明によれば、過渡動作中に、電源部の出力電流の電流値を、過渡動作の前後の電流値のうち高い方の電流値よりも高くする期間と、過渡動作の前後の電流値のうち低い方の電流値よりも低くする期間とを含むので、請求項2〜4の発明に比べ、過渡動作中の発光モジュールの光出力の変化が大きくなるから、調光制御が受け付けられたことがより判別しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0020】
本実施形態は、図2に示すように、直流電源Eから電力の供給を受けて、有機EL素子を光源とする発光モジュール5に電力を供給するものであって、直流電源Eの出力電圧を降圧して発光モジュール5に供給する電源部2と、電源部2を制御する制御部3とを備える。直流電源Eの負極に接続される端子は、グランドと同電位とされている。直流電源Eとしては、交流電源から電源を供給されて所定の電圧の直流電力を出力する周知の直流電源回路や、電池を用いることができる。
【0021】
電源部2は、直流電源Eの出力端間に接続される入力側コンデンサC1と、入力側コンデンサの両端間に直列に接続されたスイッチング素子Q1とインダクタL1と出力側コンデンサC2との直列回路と、アノードがグランドに接続されてカソードがスイッチング素子Q1とインダクタL1との接続点に接続されたダイオードD1と、制御部3の制御に応じたデューティ比でスイッチング素子Q1をオンオフ駆動する駆動回路21とを備え、出力側コンデンサC2の両端を出力端とする、周知の降圧型コンバータである。
【0022】
また、直流電源Eに接続される端子と電源部2との間には、制御部3の電源電圧(以下、「制御電圧」と呼ぶ。)Vccを生成する制御電源部4が設けられている。制御電源部4は、直流電源Eの出力電圧を分圧することで制御電圧Vccを生成する分圧抵抗R1,R2と、低電圧側の分圧抵抗R2に並列に接続されたツェナーダイオードZD1とからなる。
【0023】
制御部3は、1番〜8番の8本のピンを有する集積回路31を備える。集積回路31において、1番ピンには制御電圧Vccが入力され、8番ピンはグランドに接続され、5番ピンには発光モジュール5への供給電流の電流値を指示する信号である調光信号が外部から入力され、7番ピンには電源部2の出力電圧が分圧抵抗R4,R5で分圧されて入力される。つまり、集積回路31は、請求項における調光信号入力部でもある。5番ピンや7番ピンから集積回路31に入力された電気信号は集積回路31内でA/D変換される。集積回路31は、5番ピンに入力された調光信号と、7番ピンに入力された電圧とに応じて、2番〜4番のピンからの出力をそれぞれHレベルとLレベルとのいずれかに切り換える。このような集積回路31としては、例えばマイクロチップ社製のPIC12F625を用いることができる。調光信号は、例えば指示する電流値に応じた電圧値の直流電圧信号である。
【0024】
また、制御部3は、発光モジュール5の負極と電源部2との間に接続された抵抗R3と発光モジュール5との接続点に一端が接続された抵抗R6と、抵抗R6の他端とグランドとの間に接続されたコンデンサC3と、反転入力端子が抵抗R10を介して抵抗R6とコンデンサC3との接続点に接続されるとともに抵抗R11を介して出力端子に接続されたオペアンプOP1と、正の入力端子がオペアンプOP1の出力端子に接続されたコンパレータCP1と、一方の入力端子にコンパレータCP1の出力端が接続され他方の入力端子に集積回路31の4番ピンが接続されるとともに出力端子が駆動回路21に接続された論理積ゲートANDとを備える。つまり、オペアンプOP1の出力電圧は、抵抗R10を介して反転入力端子に接続されたコンデンサC3の充電電圧が高いほど低くなり、非反転入力端子に接続されたコンデンサC5の充電電圧が高いほど高くなる。また、オペアンプOP1の非反転入力端子はコンデンサC5を介してグランドに接続されるとともに抵抗R12を介して集積回路31の3番ピンに接続されている。さらに、コンパレータCP1の負の入力端子は、一端が抵抗R14を介して制御電圧Vccに接続されて他端がグランドに接続されたコンデンサC4とスイッチング素子Q8との並列回路の前記一端に接続されている。また、コンパレータCP1の反転入力端子とグランドとの間に接続されたスイッチング素子Q8は、集積回路31の2番ピンからの出力によりオンオフ駆動される。なお、オペアンプOP1とコンパレータCP1とは、1チップ化されたものが安価に市場に出回っている。
【0025】
本実施形態の動作を説明する。集積回路31は、2番ピンからの出力により、図3(a)に示すように定期的にスイッチング素子Q8を短時間ずつオンする。そして、コンデンサC4が、スイッチング素子Q8がオフされている期間に充電され、スイッチング素子Q8がオンされている期間に放電されることにより、コンパレータCP1の負の入力端子に入力される電圧の波形は、図3(b)に示すように充電時のゆるやかな上昇と放電時の急激な低下とを交互に繰り返す波形となる。すなわち、コンパレータCP1の正の入力端子への入力電圧が図3(c)に示すように一定であった場合、コンパレータCP1の出力電圧は図3(d)に示すように正の入力端子への入力電圧が高いほどデューティ比が大きくなるような矩形波となる。発光モジュール5を連続点灯させる期間には、集積回路31の4番ピンの出力はHレベルに維持されるので、コンパレータCP1の出力がそのまま論理積ゲートANDから駆動回路21への入力となる。駆動回路21は、入力された矩形波のデューティ比が大きいほどスイッチング素子Q1のオンオフのデューティ比を大きくして電源部2の出力電圧を高くし、つまり発光モジュール5に供給する電流量を増加させる。
【0026】
ここで、コンパレータCP1の正の入力端子への入力電圧はオペアンプOP1の出力電圧であるが、これは既に述べたように、抵抗R10を介してオペアンプOP1の反転入力端子に接続されたコンデンサC3の充電電圧が高いほど低くなり、またオペアンプOP1の非反転入力端子に接続されたコンデンサC5の充電電圧が高いほど高くなる。前者のコンデンサC3の充電電圧は発光モジュール5に供給される電流が多いほど高くなり、後者のコンデンサC5の充電電圧は集積回路31の3番ピンからの出力のデューティ比が高いほど高くなる。つまり、集積回路31の3番ピンからの出力のデューティ比に対して発光モジュール5に供給される電流が多いほど、コンパレータCP1への入力電圧が低くなり、コンパレータCP1から駆動回路21への出力のデューティ比が小さくなることにより、発光モジュール5に供給される電流が減少する。すなわち、発光モジュール5に供給する電流の電流値を集積回路31の3番ピンからの出力のデューティ比に応じた一定値とするようなフィードバック制御がなされる。
【0027】
また、集積回路31は、7番ピンへの入力電圧に基いて無負荷状態や発光モジュール5における短絡を検出する。そして、無負荷状態や短絡が検出されたときには、例えば4番ピンの出力をLレベルとすることによって駆動回路21を停止させる。
【0028】
以下、本実施形態の要点である、調光信号によって発光モジュール5への供給電流の電流値の変更が指示されたときの動作を説明する。
【0029】
集積回路31は、図1(a)(b)に示すように、5番ピンに入力された調光信号によって発光モジュール5への供給電流の電流値Ioの変更が指示された時点tsから、発光モジュール5への供給電流の電流値Ioを調光信号によって指示された電流値I2とするように電源部2を制御する時点teまでの期間(以下、「過渡期間」と呼ぶ。)に、電源部2の出力電流(以下、単に「出力電流」と呼ぶ。)の電流値Ioを、上記変更前の出力電流の電流値I1と上記変更後の出力電流の電流値I2とのいずれよりも高い電流値Itとするように、3番ピンからの出力のデューティ比によって電源部2の駆動回路21を制御する過渡動作を行う。過渡動作を行う過渡時間Ttは、発光モジュール5の特性に応じて、数秒から数分程度のうちから適宜選択する。具体的には、用いられる発光モジュール5の供給電流の変化に対する光出力の変化の応答が速いほど短い過渡時間Ttを選択することが望ましい。
【0030】
上記構成によれば、図1(a)のように調光制御で発光モジュール5への出力電流が減らされる場合には過渡期間の終了時点teで、逆に図1(b)のように調光信号に従った調光制御で発光モジュール5への出力電流が増やされる場合には調光制御が受け付けられた時点tsで、それぞれ上記変更の前後の出力電流の電流値I1,I2の差よりも大きく出力電流の電流値Ioが変化することにより発光モジュール5の光出力が大きく変化するから、調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすくなる。
【0031】
なお、図4(a)(b)に示すように、過渡期間における発光モジュール5への出力電流の電流値Ioを、過渡期間の前後の出力電流の電流値I1,I2のいずれよりも低い電流値Ibとするような過渡動作としてもよい。この場合であっても、図4(a)のように調光制御で発光モジュール5への出力電流の電流値Ioが減らされる場合には調光制御が受け付けられた時点tsで、逆に図4(b)のように調光制御で発光モジュール5への出力電流の電流値Ioが増やされる場合には過渡期間の終了時点teで、それぞれ変更の前後の出力電流の電流値I1,I2の差よりも大きく出力電流の電流値Ioが変化することにより発光モジュール5の光出力が大きく変化するから、調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすくなる。さらに、過渡期間における出力電流の電流値Ioを図5(a)(b)に示すように0とすれば、上記の光出力の変化がさらに大きくなることにより、調光制御が受け付けられたことをより判別しやすくなる。
【0032】
さらに、図6(a)(b)に示すように、過渡期間中に出力電流の電流値Ioが変化するタイミング(以下、「中間時点」と呼ぶ。)tcを有する過渡動作としてもよい。具体的には、図6(a)のように過渡期間の前の出力電流の電流値I1が過渡期間の後の出力電流の電流値I2よりも高い場合には、調光制御が受け付けられた時点tsから中間時点tcまでの出力電流の電流値Ioを過渡期間の前の出力電流の電流値I1よりも高い電流値Itとして、中間時点tcから過渡期間の終了時点teまでの出力電流の電流値Ioを過渡期間の後の出力電流の電流値I2よりも低い電流値Ibとする。また、図6(b)のように過渡期間の前の出力電流の電流値I1が過渡期間の後の出力電流の電流値I2よりも低い場合には、調光制御が受け付けられた時点tsから中間時点tcまでの出力電流の電流値Ioを過渡期間の前の出力電流の電流値I1よりも低い電流値Ibとして、中間時点tcから過渡期間の終了時点teまでの出力電流の電流値Ioを過渡期間の後の出力電流の電流値I2よりも高い電流値Itとする。この構成を採用した場合には、中間時点tcで、過渡期間の前後の出力電流の電流値I1,I2の差よりも大きく出力電流の電流値Ioが変化することにより発光モジュール5の光出力が大きく変化するから、調光制御が受け付けられたことが見た目から判別しやすくなる。ここで、第1の過渡時間Tt1及び第2の過渡時間Tt2は、それぞれ、発光モジュール5の特性に応じて、数秒から数分程度のうちから適宜選択すればよいが、図6(a)(b)の例では、中間時点tcから出力電流の電流値Ioが大きく変化するので、発光モジュール5の応答時間を考慮し、中間時点tcから終了時点teまでの第2の過渡時間Tt2を、調光制御が受け付けられた時点tsから中間時点tcまでの第1の過渡時間Tt1よりも長くすることが望ましい。
【0033】
ここで、上記各種の過渡時間Tt,Tt1,Tt2をそれぞれ対応する発光モジュール5に応じて一定とする代わりに、過渡時間Tt,Tt1,Tt2を変更する操作入力を受け付ける例えば半固定抵抗のような時間設定部を設け、時間設定部への操作入力に応じて過渡時間Tt,Tt1,Tt2を可変としてもよい。
【0034】
また、集積回路31が、上記のように3番ピンからの出力によって発光モジュール5への出力電流を制御する代わりに、4番ピンからPWM信号を出力し、このPWM信号のデューティ比の制御によって発光モジュール5への出力電流の実効値を制御するようにしてもよい。さらに、3番ピンからの出力による制御と、上記のような4番ピンからの出力による制御とを併せて用いてもよい。
【0035】
上記のような有機EL点灯装置1は、図7(a)(b)に示すような照明器具6に用いることができる。この照明器具6は、下面が開口したボディ71と、ボディ71に結合してボディ71の下面を閉塞するカバー72とからなる器具本体7を備える。器具本体7内には、電源部2を構成する各回路部品と制御部3を構成する各回路部品と制御電源部4を構成する各回路部品とがそれぞれプリント配線板Pに実装されてなる有機EL点灯装置1と、発光モジュール5とが保持されている。ボディ71の底面(図7(b)における上面)には、発光モジュール5を露出させる窓穴71aが貫設されている。発光モジュール5は、ガラス板51と、ガラス板51の一方の面(図7(b)における下面)上に設けられた第1の電極層52と、第1の電極層52に重ねて設けられ厚さ方向に通電されることにより発光する発光層53と、発光層53に重ねて設けられ第1の電極層52との間に発光層53を挟む第2の電極層54と、ガラス板51とともに第1の電極層52と発光層53と第2の電極層54とを覆うカバー55とを備える。第1の電極層52は、例えばインジウムスズ酸化物(ITO)のように、透光性と導電性とを有する材料からなる。第2の電極層54は、例えばアルミニウムのように、導電性を有する材料からなる。カバー55は例えばガラスからなる。第1の電極層52と発光層53と第2の電極層54とにより、請求項における有機EL素子が構成されている。第1の電極層52と第2の電極層54とにはそれぞれ有機EL点灯装置1の電源部2の出力端に接続される端子部(図示せず)が設けられており、端子部間に通電されると発光層53が発光してこの光が第1の電極層52とガラス板51とを介して出射されるようになっている。発光モジュール5は、ガラス板51において第1の電極層52が設けられた面を内側に向けて窓穴71aを閉塞する形でボディ71に固定されている。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】(a)(b)はそれぞれ本発明の実施形態において電源部から発光モジュールへの出力電流の電流値の変化を示す説明図であり、(a)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が減少する場合を示し、(b)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が増加する場合を示す。
【図2】同上を示す回路図である。
【図3】(a)〜(d)はそれぞれ同上の動作を示す説明図であり、(a)はスイッチング素子のオンオフの状態を示し、(b)はコンパレータの負の入力端子への入力電圧を示し、(c)はコンパレータの正の入力端子への入力電圧を示し、(d)はコンパレータの出力電圧を示す。
【図4】(a)(b)はそれぞれ同上の別の形態において電源部から発光モジュールへの出力電流の電流値の変化を示す説明図であり、(a)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が減少する場合を示し、(b)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が増加する場合を示す。
【図5】(a)(b)はそれぞれ同上の更に別の形態において電源部から発光モジュールへの出力電流の電流値の変化を示す説明図であり、(a)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が減少する場合を示し、(b)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が増加する場合を示す。
【図6】(a)(b)はそれぞれ同上の別の形態において電源部から発光モジュールへの出力電流の電流値の変化を示す説明図であり、(a)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が減少する場合を示し、(b)は調光制御によって発光モジュールへの出力電流が増加する場合を示す。
【図7】(a)(b)はそれぞれ同上を用いた照明器具を示し、(a)は斜視図、(b)は(a)のA−A断面の要部を示す断面図である。
【図8】(a)(b)はそれぞれ供給される電流の電流値が変化した際の発光モジュールの光束の変化の例を示す説明図であり、(a)は供給される電流が減少する場合を示し、(b)は供給される電流が増加する場合を示す。
【符号の説明】
【0037】
1 有機EL点灯装置
2 電源部
3 制御部
5 発光モジュール
31 集積回路(請求項における調光信号入力部)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機EL素子を光源とする発光モジュールを点灯させるための電力を出力する電源部と、
発光モジュールへの供給電流の電流値を指示する調光信号が入力される調光信号入力部と、
調光信号入力部に入力された調光信号に従った電流値の出力電流を発光モジュールに供給するように電源部を制御する制御部とを備え、
制御部は、調光信号入力部に入力された調光信号に従って電源部の出力電流の電流値を変更する前に、電源部の出力電流の電流値を、前記変更の前後の出力電流の電流値に挟まれた範囲外の電流値とする過渡動作を行うことを特徴とする有機EL点灯装置。
【請求項2】
制御部は、過渡動作中の電源部の出力電流の電流値を、過渡動作の前後の出力電流の電流値のいずれよりも高くすることを特徴とする請求項1記載の有機EL点灯装置。
【請求項3】
制御部は、過渡動作中の電源部の出力電流の電流値を、過渡動作の前後の出力電流の電流値のいずれよりも低くすることを特徴とする請求項1記載の有機EL点灯装置。
【請求項4】
制御部は、過渡動作中には電源部の出力電流の電流値を0とすることを特徴とする請求項3記載の有機EL点灯装置。
【請求項5】
制御部は、過渡動作の後の電流値が過渡動作の前の電流値よりも低い場合には、過渡動作中は電源部の出力電流の電流値を過渡動作の前の電流値よりも高くした後で過渡動作の後の電流値よりも低くし、
過渡動作の後の電流値が過渡動作の前の電流値よりも高い場合には、過渡動作中は電源部の出力電流を過渡動作の前の電流値よりも低くした後で過渡動作の後の電流値よりも高くすることを特徴とする請求項1記載の有機EL点灯装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機EL点灯装置と、有機EL点灯装置と有機EL点灯装置の電源部によって電流を供給される発光モジュールとをそれぞれ保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−70742(P2009−70742A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−239881(P2007−239881)
【出願日】平成19年9月14日(2007.9.14)
【出願人】(000005832)パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Fターム(参考)】