説明

点灯装置及び照明装置

【課題】複数の面状光源を並べて配置した際に、均一な光出力を得ることが可能で長寿命な点灯装置及びその点灯装置を用いた照明装置を提供する。
【解決手段】照明器具は、商用電源ACに接続された点灯装置1と、複数の面状光源2a〜2dを備える。各面状光源2は、有機EL素子からなり、入力される点灯電力に応じた照度で発光する。点灯装置1は、商用電源ACからの交流電力を直流電力に変換するPFC回路11と、降圧回路10a、10bを備える。降圧回路10aには、面状光源2a、2dの直列回路が接続され、降圧回路10bには面状光源2b、2cの直列回路が接続されている。すなわち、隣り合う面状光源2の数が同じ面状光源2ごとに光源グループを構成し、光源グループごとに出力電力の異なる降圧回路10が接続されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主に有機EL(Electro-Luminescence)素子からなる光源を点灯させる点灯装置及びこの点灯装置を用いた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、自発光型の有機EL素子は、発熱が少なく、軽量且つ薄型に設計可能で、駆動電圧が低く、省電力といった利点を有しており、この有機EL素子を光源として用いた照明装置が提供されている。
【0003】
この種の照明装置においては、室内などの広い空間を照明することが要望されているが、有機EL素子のサイズを大型化すると、有機EL素子を構成する有機発光層の膜厚を均一に形成することが難しく、電極材料の抵抗によって発光むらが生じる恐れがあった。そこで、小型の有機EL素子により面状光源(面状光源)を構成し、この面状光源を複数並列に接続することで、広い空間を照明する照明装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
この特許文献1に記載された照明装置では、点灯装置からの駆動電圧が給電される一対の給電レールに有機EL素子からなる複数の面状光源を接続することで、面状光源が駆動電圧を受電して発光している。このとき、点灯装置から給電レールへの給電点を互いに対称の位置に配置することで、点灯装置から各面状光源への電路の長さが等しくなり、発光むらを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−152009号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載されたような照明装置では、端に配置された面状光源のように、隣り合う面状光源数が少ない面状光源の付近は、光の重なりが少ない為に暗く見える可能性が高い。また、一般に有機EL素子のインピーダンスは、温度に対して負特性であるので、隣り合う面状光源数が少ない面状光源では周囲の面状光源から熱を受けにくい為に出力が低下する恐れがあった。また、隣り合う面状光源数が多い面状光源では、周囲の面状光源から熱を受け易い為に、出力は大きくなるものの回路部品が熱の影響を受けて寿命が短くなっていた。
【0007】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、複数の有機EL素子を並べて配置した際に、均一な光出力を得ることが可能で長寿命な点灯装置、及び、その点灯装置を用いた照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本願の点灯装置は、並設された複数の面状光源に接続され、複数の面状光源の各々に対して、当該面状光源と隣り合う他の面状光源の数に応じた駆動電力を供給することを特徴とする。
【0009】
この点灯装置において、隣り合う他の面状光源の数が多いほど、当該面状光源に供給する電流又は電圧を小さくすることが好ましい。
【0010】
また、隣り合う他の面状光源の数が同じ面状光源を同じ光源グループとし、光源グループ毎に共通する直流電源又はPWM電源で、駆動電力を一括制御するようにしても良い。
【0011】
また上述の点灯装置において、隣り合う他の面状光源の数を面状光源の各辺に設けられた接点部を用いて判定することが好ましい。
【0012】
また本願の照明装置は、上述の点灯装置と複数の面状光源とを備えることを特徴とする。
【0013】
この照明装置において、面状光源は他の面状光源に対向する側面に配置される接点部を有し、各々の接点部は、隣り合う他の面状光源を介して駆動電力が入力される電力入力端子と、隣り合う他の面状光源に駆動電力を出力する電力出力端子と、電力入力部及び電力出力部のグランド端子とを備え、グランド端子は側面の中央に配置され、電力入力端子及び電力出力端子は、グランド端子を中点とする当該面状光源の表面と平行な線分の両端に配置されていることが好ましい。
【0014】
また上述の面状光源は有機EL素子であることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本願の点灯装置及び照明装置によれば、有機EL素子からなる面状光源を複数並べて配置した際に、隣り合う面状光源の数に応じて個々の面状光源の発光を調整でき、均一な光出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】(a)は本発明の実施の形態1にかかる照明装置を示す概略回路図であり、(b)は同照明装置の別例を示す概略回路図である。
【図2】本発明の実施の形態2にかかる照明装置を示す概略図である。
【図3】同照明装置を示す概略回路図である。
【図4】(a)は本発明の実施の形態3にかかる照明装置を示す概略回路図であり、(b)は同照明装置の別例を示す概略回路図である。
【図5】(a)は本発明の実施の形態4にかかる照明装置を示す概略回路図であり、(b)〜(d)は同照明装置の別例を示す概略回路図である。
【図6】(a)は同照明装置の要部を示す概略ブロック図であり、(b)は(a)におけるA−A’断面図である。
【図7】(a)は同照明装置を示す概略回路図であり、(b)は同照明装置の要部を示す概略図である。
【図8】(a)は同照明装置の別例を示す概略回路図であり、(b)〜(c)は同照明装置の要部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
(実施の形態1)
本実施の形態にかかる照明装置は、図1(a)に示すように、商用電源ACに接続された点灯装置1と、点灯装置1から供給される点灯電力に基づいて点灯する複数の面状光源2a〜2dとをその構成要素として備える。
【0019】
各面状光源2(2a〜2d)は、例えば平板状に形成された有機EL素子からなり、入力される点灯電力に応じた照度で発光する光源である。各面状光源2は、それぞれに入力される点灯電力と照度との関係や、大きさなど、諸性能が同じものを利用している。
【0020】
また各面状光源2は、矩形状に形成されており、図1(a)に示すように、所定の方向に並べて配置されている。本実施の形態においては、図1(a)の上方側から面状光源2a、面状光源2b、面状光源2c、面状光源2dの順に並べて配置されている。すなわち、面状光源2a、2dは1つの面状光源2と隣り合い、面状光源2b、2cは2つの面状光源2と隣り合うように配置されている。
【0021】
点灯装置1は、ダイオードブリッジDB、PFC(力率改善)回路11、及び、降圧回路10a、10bをその構成要素として備える。PFC回路11は、ダイオードブリッジDBにより全波整流された交流電力を、直流電力に変換して、各降圧回路10(10a、10b)に出力している。なお、PFC回路11のスイッチング素子(図示せず)は、数十〜数百kHzで動作している。
【0022】
各降圧回路10(10a、10b)は、例えば降圧チョッパ回路からなる降圧回路であり、PFC回路11から入力される直流電力を降圧し、接続された面状光源2に出力している。降圧回路10aと降圧回路10bは、入力電力に対する降圧レベルが異なるよう設定されており、入力電力が同じ場合には降圧回路10bの出力よりも降圧回路10aの出力の方が大きい値に設定されている。なお、降圧回路10a、10bには、接続された面状光源2を流れる電流値を検出するフィードバック回路12a、12bがそれぞれ接続されている。これにより、面状光源2の点灯を開始してから安定的に点灯するまでの期間や、周囲の温度変化によらず面状光源2からの出力を一定に保つことができる。なお、面状光源2に入力する点灯電力は、所望の明るさに応じて電圧又は電流のいずれかを変化させることで、面状光源2からの光出力を調整している。
【0023】
ここで、降圧回路10aには面状光源2a、2dの直列回路が接続され、降圧回路10bには面状光源2b、2cの直列回路が接続されている。すなわち、隣り合う面状光源2の数が同じ面状光源2ごとに光源グループを構成し、光源グループごとに出力電力の異なる降圧回路10(10a、10b)が接続されている。図1(a)の例では、隣り合う面状光源2の数が1つの面状光源2a、2dで1つの光源グループを構成し、隣り合う面状光源2の数が2つの面状光源2b、2cで1つの光源グループを構成している。
【0024】
このようにして、隣り合う面状光源2の数が少ない為に暗く見える面状光源2a、2dには、他の面状光源2b、2cよりも大きな電力が供給されるので、面状光源2a、2dからの光出力が面状光源2b、2cより大きくなる。これにより、照明装置から出力される光出力は、発光むらが低減されて均一な光出力を得ることができる。
【0025】
また、隣り合う面状光源2の数が多い為に周囲の面状光源2から熱を受け易い面状光源2b、2cへの供給電力は、他の面状光源2a、2dよりも小さく設定されているので、面状光源2b、2cの回路部品への熱を低減でき寿命が長くなる。
【0026】
また隣り合う面状光源2の数が同じ光源グループごとに降圧回路10を設けているので、個々の面状光源2に降圧回路10を設ける場合と比べて回路を簡略化することができる。
【0027】
なお、本実施の形態においては、PFC回路11を用いて交流電力を直流電力に変換しているが、降圧・昇圧チョッパ回路などを用いて交流電力を直流電力に変換するようにしてもよい。また、商用電源ACに接続するのではなく、直流電源に直接接続するようにしてもよい。
【0028】
また降圧回路10は、降圧チョッパ回路に限定されるものではなく、他の降圧回路であってもよく、また、面状光源2からの光出力を調整するために、PWM電源を用いるようにしても良い。PWM電源を用いた場合には、出力のオンデューティを調整することで面状光源2からの光出力を調整する。
【0029】
また、本実施の形態においては、面状光源2として有機EL素子を使用しているが、無機EL素子や発光ダイオードを用いてもよく、発光ダイオードと発光ダイオードからの出射光を導いて面発光する導光板とを組み合わせて用いることもできる。さらには、冷陰極蛍光灯を有する直下式もしくはエッジライト式の面光源ユニットを利用しても良い。
【0030】
また、図1(b)に示すように、同じ光源グループに属する面状光源2を並列に接続するようにしてもよい。このようにすることで、面状光源2を交換する際など、面状光源2を取り外した場合であっても、他の面状光源2は発光することができる。
【0031】
(実施の形態2)
本実施の形態にかかる照明装置は、図2に示すように、前面が開口した略箱状のケース30、30、30が並べて配置されており、各ケース30には面状光源2e、2f、2gがそれぞれ収納されている。各ケース30は、側面に設けられたヒンジからなる連結部30aによって、折りたたみ可能な状態で連結されている。また中央に配置されたケース30の背面側には支持部材40が取り付けられており、支持部材40をネジなどによって壁面などの造営面に取り付けることで、この照明装置を造営面に支持固定することができる。
【0032】
また面状光源2eが収納されたケース30と、面状光源2gが収納されたケース30の側面には、面状光源2に供給される点灯電力を調整するためのコントローラCTR1、CTR2がそれぞれ取り付けられている。本実施の形態においてコントローラCTR1、CTR2は、ケース30の側壁に沿ってスライドするスライド形式の操作子からなるが、回転式の操作子であってもよく、その操作位置に応じた出力が得られるものであれば良い。
【0033】
各面状光源2(2e、2f、2g)は、実施の形態1にかかる面状光源2と同じものであり、有機EL素子や発光ダイオードなどを利用することができる。中央の面状光源2eは、他の面状光源2f、2gよりも幅広に形成されており、本実施の形態においては、面状光源2f、2gの約2倍の幅に設定されている。これは面状光源2eの大きさを制限するものではなく、面状光源2e、2f、2gは同形状であってもよい。
【0034】
またこの照明装置は図3に示すように、光源2eに接続された直流電源DC1と、光源2f、2gの直列回路に接続された直流電源DC2とをその構成要素として備える。直流電源DC1、DC2は、コントローラCTR1、CTR2の操作位置に応じて、光源2f、2gに出力する点灯電力を調整する。
【0035】
これにより、使用者はコントローラCTR1及びコントローラCTR2を操作することで、面状光源2e及び面状光源2f、2gの光出力を所望の出力に設定することができる。この時、面状光源2f、2gは、隣り合う面状光源2の数が1つであるので、面状光源2eよりも光出力が大きくなるように調整することにより、この照明装置からの光出力を均一にすることができる。
【0036】
なお、コントローラCTR1のみを使用し、このコントローラCTR1の操作位置に応じて予め設定された比率で直流電源DC1及びDC2の両方の出力を調整するように設定しても良い。このようにすれば、使用者はコントローラCTR1のみを操作することで、照明装置からの光出力が均一の状態で光出力の絶対値を増減して、所望の明るさを得ることができる。
【0037】
(実施の形態3)
本実施の形態にかかる照明装置は、図4(a)に示すように、複数の面状光源2h、2i、2j、2kが所定の方向に沿って並べられている。各面状光源2h、2i、2j、2kには、直流電源DC3、DC4、DC5、DC6がそれぞれ接続されている。
【0038】
各面状光源2(2h〜2k)は、実施の形態1及び2にかかる面状光源2と同じものであり、有機EL素子や発光ダイオードなどを利用することができる。直流電源DC(DC3〜DC6)は、所定の電流値及び電圧値に設定可能な直流電源であり、それぞれ接続された各面状光源2の点灯電力を供給する。
【0039】
直流電源DC3とDC6、及び、直流電源DC4とDC5から出力される点灯電力はそれぞれ等しい値に設定されており、直流電源DC3とDC6からの出力は直流電源DC4とDC5からの出力よりも大きな値に設定されている。すなわち、隣り合う面状光源2が1つである面状光源2h、2kに供給される点灯電力は、隣り合う面状光源2が2つである面状光源2i、2jに供給される点灯電力よりも大きな値となるように設定されている。
【0040】
これにより、並べて配置された面状光源2h〜2kは、隣り合う面状光源2の数に応じた光出力に調整され、光の重なりが少なく周囲から熱を受けにくい面状光源2h、2kからの光出力が大きくなり、照明装置全体としての光出力が均一となる。また、周囲から熱を受け易い面状光源2i、2hの発熱を抑制できるので寿命が長くなる。
【0041】
なお、図4(b)に示すように、面状光源2h〜2kを複数列配置した場合には、隣り合う面状光源2の数が同じ面状光源2ごとに光源グループを構成し、光源グループごとに出力電力の異なる直流電源DCを接続するようにしてもよい。このようにすれば、個々の面状光源2に降圧回路10を設ける場合と比べて回路を簡略化することができる。なお、例えば面状光源2h、2hと面状光源2k、2kは、隣り合う面状光源2の数が同じであるので、同じ直流電源DC(例えば直流電源DC3)に接続しても良く、許容電圧などに応じて適宜分けるようにすればよい。
【0042】
(実施の形態4)
本実施の形態にかかる照明装置は、図5(a)に示すように、複数の光源ブロック3が例えば3×3のマトリックス状に配置されている。光源ブロック3は、図6(a)及び図6(b)に示すように、樹脂材料からなる矩形箱状のケース30を備え、ケース30の四方の側壁には、側壁の中央に接点部31がそれぞれ設けられている。またケース30の前方側(図6(a)の上方側)は透光性の材料からなる照射面30aが設けられている。
【0043】
ケース30の内部には、有機EL素子からなる面状光源2と、面状光源2へ点灯電力を供給するための回路を構成する複数の電子部品14が実装されたプリント基板13が収納されている。
【0044】
面状光源2は有機EL素子からなり、図6(b)に示すように、ガラス基板21、陽極22、有機発光層23、陰極24、ガラス25が積層されている。陽極22には、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜などの透光性の高い導電性素材が用いられ、陰極24には、アルミ電極などが用いられている。なお有機EL素子の詳細な説明については、従来既知の技術であるので詳細な説明については省略する。
【0045】
図7(a)は、上述の電子部品14により構成される回路の回路図である。この照明装置は、面状光源2の点灯電力を供給するための降圧回路10と、隣り合う光源ブロック3を検出する検出回路16(16a〜16d)と、検出回路16を駆動させるための制御用電源15とを備える。また、降圧回路10及び制御用電源15の駆動電力を受電するための入力端子IN1〜IN4と、隣り合う光源ブロック3に電力を供給するための出力端子OUT1〜OUT4と、グランド端子GND1〜GND4とが接続されている。
【0046】
側壁の各端子部31は、図7(b)に示すように、上述の入力端子IN(IN1〜IN4)、出力端子OUT(OUT1〜OUT4)、グランド端子GND(GND1〜GND4)がそれぞれ一個ずつ配置されている。例えば、図7(b)の上側に位置する端子部31には、入力端子IN1、出力端子OUT1、及び、グランド端子GND1が配置されている。
【0047】
各グランド端子GNDは、ケース30の側壁の中央に位置するように配置されている。また、各入力端子IN及び各出力端子OUTは、対応するグランド端子GNDを中点とし、面状光源2の発光面と平行な線分の両端に配置されている。すなわち、各入力端子IN、各出力端子OUT、及び、各グランド端子GNDは、面状光源2の中心から見た場合にそれぞれが同じ位置になるよう配置されている。これにより、光源ブロック3を90°単位で回転させた場合でも、端子部31の位置や、端子部31内の各端子の配列が同じになるので、光源ブロック3を配置する際にその方向を意識することなく配置することが出来る。
【0048】
降圧回路10は、入力端子IN1〜IN4の何れかの端子から供給された電力により動作し、入力された電力を降圧して面状光源2に出力することで面状光源2を所定の明るさで発光させる。また降圧回路10には、制御用電源15からの出力が検出回路16a〜16dを介し、並設された面状光源2の数に応じた電圧値に設定される制御電圧V1が入力される。この制御電圧V1に応じて、降圧回路10は制御電圧V1が低いほど面状光源2への出力を大きくしている。
【0049】
各検出回路16(16a〜16d)は、図7(a)に示すように抵抗r1、r2の直列回路と、抵抗r3、r4の直列回路が並列に接続され、抵抗r1、r2の中点電位に応じてオン・オフ制御されるスイッチング素子SWが抵抗r4と並列に接続されている。ここで、直流電源からの電力供給を受ける光源ブロック3と隣り合わせて光源ブロック3を配置すると、隣り合う側壁に設けられた接点部31が互いに接触して、配置した光源ブロック3の何れかの入力端子INに電力が供給される。この電力が供給された入力端子INに対応する検出回路16では、抵抗r1、r2の中点電位が閾値レベルを超えてスイッチング素子SW1がオンになり抵抗r4の両端間が短絡されるので、制御電圧V1が低下する。電力が供給されない入力端子INに対応する検出回路16では、抵抗r1、r2の中点電位が閾値レベルを超えずスイッチング素子SW1がオフとなり抵抗r4の両端間が開放されるので制御電圧V1が増加する。これにより、隣り合わせに配置された光源ブロック3の数に応じて制御電圧V1が増減し、降圧回路10が制御電圧V1に応じて面状光源2への出力を変化させることで、各々の光源ブロック3の光出力が調整されて照明装置の光出力が均一になる。
【0050】
このようにすれば、例えば、図5(b)や図5(c)に示すように、一部の光源ブロック3が取り外された場合には、取り外された光源ブロック3と隣り合っていた光源ブロック3の光出力が動的に調整され、均一な光出力を保つことができる。また、図5(d)に示すように、光源ブロック3を所定の方向に沿って直線的に配置した場合でも同様の効果が得られる。
【0051】
なお、本実施の形態においては、隣に配置された光源ブロック3の個数を電気的に検出していたが、図8(b)に示すように各接点部31にプッシュスイッチからなるスイッチSW1〜SW4をそれぞれ設け、機械的に検出するようにしてもよい。この場合には、例えば図8(a)に示すように、スイッチSW(SW1〜SW4)と並列に接続された抵抗R(R1〜R4)からなる検出回路16a〜16dを設け、降圧回路10に入力される制御電圧V1を変化させる。このとき、隣り合わせに他の光源ブロック3が接続されると対応するスイッチSWがオンになり抵抗Rの両端間が短絡されて制御電圧V1が低下するので、降圧回路10は制御電圧V1が高いほど面状光源2への出力を小さくするよう設定すればよい。また、この場合には、図8(c)に示すように、商用電源ACからの交流電力を直流電力に変換する直流電源DCを個々の光源ブロック3に接続して、制御用電源15及び降圧回路10の駆動電力を確保すればよい。この時、光源ブロック3と直流電源DCとの接続には、速結端子を用いれば接続を容易にすることができる。
【0052】
また本実施の形態では、矩形状の光源ブロック30を用いているが、光源ブロック30の形状を限定するものではなく、例えば三角形や六角形などの多角形であっても良い。
【符号の説明】
【0053】
1 点灯装置
2(2a〜2k) 面状光源
10(10a、10b) 降圧回路
11 PFC回路
12a、12b フィードバック回路
AC 商用電源
DB ダイオードブリッジ
DC(DC1〜DC6) 直流電源

【特許請求の範囲】
【請求項1】
並設された複数の面状光源に接続され、
前記複数の面状光源の各々に対して、当該面状光源と隣り合う他の前記面状光源の数に応じた駆動電力を供給することを特徴とする点灯装置。
【請求項2】
隣り合う他の前記面状光源の数が多いほど、当該面状光源に供給する電流又は電圧を小さくすることを特徴とする請求項1の点灯装置。
【請求項3】
隣り合う他の前記面状光源の数が同じ前記面状光源を同じ光源グループとし、
光源グループ毎に共通する直流電源又はPWM電源で、前記駆動電力を一括制御することを特徴とする請求項1又は2の何れか一項に記載の点灯装置。
【請求項4】
前記隣り合う他の面状光源の数を、前記面状光源の各辺に設けられた接点部を用いて判定することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の点灯装置。
【請求項5】
前記複数の面状光源と、請求項1〜4の何れか一項に記載の点灯装置とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項6】
前記面状光源は、他の面状光源に対向する側面に配置される接点部を有し、
各々の前記接点部は、隣り合う他の前記面状光源を介して駆動電力が入力される電力入力端子と、隣り合う他の前記面状光源に駆動電力を出力する電力出力端子と、前記電力入力部及び前記電力出力部のグランド端子とを備え、
前記グランド端子は前記側面の中央に配置され、
前記電力入力端子及び前記電力出力端子は、前記グランド端子を中点とする当該面状光源の表面と平行な線分の両端に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
【請求項7】
前記面状光源は、有機EL素子であることを特徴とする請求項5又は6の何れか一項に記載の照明装置。

【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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