ＬＥＤを用いた画像表示装置
【課題】ＡＣ入力からのサージ電圧や熱的ストレスに耐え、安定した照度を確保しうるＬＥＤを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】本発明は、商用交流電圧のＡＣ入力を整流して出力する整流回路２と、この出力を入力とする直列接続された複数のＬＥＤ３とからなるＬＥＤを用いた表示装置において、前記ＡＣ入力のライン間にバリスタ５を接続するとともに、前記複数のＬＥＤ３と直列に過熱保護回路６を接続するものであり、バリスタ５によって商用交流電源からのサージ電圧の流入を防止して表示装置の破壊を防止するとともに、過熱保護回路６によって表示装置が所定の温度以上に発熱する事を防止する信頼性に優れたＬＥＤを用いた表示装置の提供を可能とするものである。
【解決手段】本発明は、商用交流電圧のＡＣ入力を整流して出力する整流回路２と、この出力を入力とする直列接続された複数のＬＥＤ３とからなるＬＥＤを用いた表示装置において、前記ＡＣ入力のライン間にバリスタ５を接続するとともに、前記複数のＬＥＤ３と直列に過熱保護回路６を接続するものであり、バリスタ５によって商用交流電源からのサージ電圧の流入を防止して表示装置の破壊を防止するとともに、過熱保護回路６によって表示装置が所定の温度以上に発熱する事を防止する信頼性に優れたＬＥＤを用いた表示装置の提供を可能とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を直列に接続した回路に商用交流電圧を整流した電圧を加えてＬＥＤを発光させて看板等に用いることのできるＬＥＤを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、店舗看板やサイン看板用の光源として白熱ランプや蛍光灯が使用されてきたが、環境負荷低減の観点から省電力で長寿命なＬＥＤの使用が急速に拡大してきている。
【０００３】
この種ＬＥＤを用いた表示装置の従来の技術を図４〜図６により説明する。
【０００４】
図４は従来のＬＥＤを用いた表示装置の回路図であり、図５は同電流波形図であり、図６は他のＬＥＤを用いた表示装置の回路図である。
【０００５】
同図によると、１は過電流保護用のヒューズであり、２は整流回路であり、一般的には複数のダイオードによって全波整流が行われる。
【０００６】
３はＬＥＤであり、複数個（図４においては４個）が直列に接続されて必要とされる発光照度を確保するとともに、複数個が直列に接続された固定抵抗４に接続されている。
【０００７】
なお、前記固定抵抗４はＬＥＤに流れる電流を制限するためのものであるが、複数個直列接続する構成とする事で、この固定抵抗４の通電によって発生する損失熱を分散させている。なお、図５は前記ＬＥＤ３に流れる電流波形図である。
【０００８】
以上のように構成されたＬＥＤを用いた表示装置は、商用交流電源からの入力を整流回路２で脈流となった直流に変換し、これをＬＥＤ３に入力してこれらＬＥＤ３を発光表示させるものである。
【０００９】
なお、このＬＥＤを用いた表示装置を看板等に使用する場合は、文字や図形の形にこの表示装置を単体ユニットとして多数個並べ、商用交流電源に並列にこの表示装置を接続して文字や図形の形に表示させて使用することになる。
【００１０】
図６は、他の従来のＬＥＤを用いた発光装置の回路図であり、図４の従来技術との相違点のみ説明すると、整流回路２からの出力端に接続された平滑用コンデンサ７を接続するとともに、ＬＥＤ３に直列に定電流ダイオード８を接続した点である。
【００１１】
以上の構成により、平滑用コンデンサ７によって整流回路２からの直流に整流された直流電圧の変動を小さくして、ＡＣ入力電圧の変化によるＬＥＤ３に流れる電流の変動を小さくするとともに、定電流ダイオード８によってＬＥＤ３に流れる直流電流の安定化を図り、安定した照度の確保を可能とするものである。
【００１２】
このような従来のＬＥＤを用いた表示装置には特許文献１に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１６４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来技術によるＬＥＤを用いた表示装置では、看板用等として必要な信頼性と長寿命で安定した照度を確保することが十分に発揮されないといった問題があった。
【００１５】
即ち、看板は外部環境からのストレスに曝される可能性が高く、ＡＣ入力ラインからのサージ電圧に対する保護、直射日光などからの熱および自己通電による発熱に対する信頼性の十分な確保が実用上必須となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、複数のＬＥＤを直列に接続した回路に商用交流電圧を整流した電圧を加えてＬＥＤを発光させるＬＥＤを用いた表示装置において、ＡＣ入力ライン間にバリスタ（電圧依存性抵抗素子）を接続するとともに、前記ＬＥＤと直列に過熱保護回路を接続してＬＥＤを用いた表示装置を構成したものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＡＣ入力ライン間に接続したバリスタによって商用交流電圧に紛れ込んだ落雷による急激な異常電圧等のＡＣ入力サージを吸収でき、ＬＥＤに過大な電圧が印加されることを防止し、またＬＥＤと直列に接続した過熱保護回路の動作によって装置自体の温度が高くなっても、ＬＥＤの電流を抑制してＬＥＤの過熱による劣化を防止し、信頼性に優れたＬＥＤを用いた表示装置の提供を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態のＬＥＤを用いた表示装置の回路構成図(実施例１)。
【図２】同他の実施の形態の回路構成図(実施例２)。
【図３】同回路構成図の要部である定電流回路の回路図(実施例２)。
【図４】従来技術のＬＥＤを用いた表示装置の回路構成図。
【図５】同ＬＥＤに流れる電流波形図。
【図６】同他の従来技術のＬＥＤを用いた表示装置の回路構成図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の一実施の形態のＬＥＤを用いた表示装置について、図１（実施例１）、図２（実施例２）および図３（実施例２）により説明する。
【００２０】
なお、説明にあたっては、従来技術と同一部分は同一番号を付して説明を省略して説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明のＬＥＤを用いた表示装置の一実施例の回路図である。同図により従来技術との相違点のみ説明すると、５は商用電源入力(ＡＣ入力ライン)間に接続されたサージ電圧吸収用のバリスタ(電圧・電流特性が非線形である電圧依存性抵抗素子でサージアブソーバとも言われている)であり、６は前記ＬＥＤに直列に接続された過熱保護回路であり、正の温度特性を有する抵抗素子で構成され、抵抗素子の温度がある温度以上になると急激に抵抗値が大きくなるもので、セラミックやポリマーからなり、ポジスタやポリスイッチとも呼ばれているものである。
【００２２】
なお、前記過熱保護回路６の抵抗値は前記固定抵抗４の抵抗値（合成抵抗）より通常状態では極めて小さく設定されており、ＬＥＤ３の電流値は前記固定抵抗４の抵抗値（合成抵抗）によって決定されている。
【００２３】
以上のようにＬＥＤの表示装置を構成したので、落雷などの影響でＡＣ入力に瞬間的に過大な電圧が入力したときはバリスタ５によって過大入力をパス（吸収）して表示装置の破壊を回避するとともに、表示装置の温度がある温度以上に達した場合は、過熱保護回路６の抵抗値が固定抵抗４の値に比較して極めて大きくなり、ＬＥＤ３の電流を下げ、ＬＥＤ３の過度な温度上昇を防止してＬＥＤ３の劣化を防止するものである。
【００２４】
（実施例２）
次に、他の実施例のＬＥＤの表示装置を図２および図３により説明する。図２は他の実施例の回路図であり、図３は同要部である定電流回路の回路図である。
【００２５】
同図により、図１の実施例１の回路図との相違点を説明すると、実施例１において用いたＬＥＤ３に直列接続された固定抵抗４に代えて定電流回路９をＬＥＤ３に直列に接続したものである。
【００２６】
定電流回路９は、ｎｐｎのトランジスタ１０のエミッタに固定抵抗１３の一端を接続し、ベースと固定抵抗１３の他方の端子間に定電圧ダイオード１１を接続、コレクタとベース間に固定抵抗１２を接続して構成される定電流回路である。
【００２７】
この定電流回路９の定電流値は、ほぼ定電圧ダイオード１１と固定抵抗１３で決定される。従来技術の図６で説明した定電流ダイオード８を使用したものに比較し、定電流値がＬＥＤ３の特性に併せて自由に設定が可能となる。
【００２８】
更に、前記定電流回路９の耐電圧がｎｐｎのトランジスタ１０の耐電圧で確保可能なことから、ＡＣ入力ラインからのサージ電圧は前記バリスタ５で抑制されるが、抑制しても商用交流電圧に比べるとはるかに大きなピーク電圧が表示装置に印加されることになるため、その耐電圧をこの定電流回路９で確保することが可能となるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように本発明は、外部からの衝撃的な異常入力によるＬＥＤの破壊を防止するとともに、急激な温度上昇も抑制するものであり、看板等の表示用に限らず、ＬＥＤを用いた表示や照明装置の信頼性の向上にも寄与できるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１ 過電流ヒューズ
２ 整流用ダイオード
３ ＬＥＤ
４，１２，１３ 固定抵抗
５ バリスタ
６ 過熱保護回路
７ コンデンサ
８ 定電流ダイオード
９ 定電流回路
１０ トランジスタ
１１ 定電圧ダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を直列に接続した回路に商用交流電圧を整流した電圧を加えてＬＥＤを発光させて看板等に用いることのできるＬＥＤを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、店舗看板やサイン看板用の光源として白熱ランプや蛍光灯が使用されてきたが、環境負荷低減の観点から省電力で長寿命なＬＥＤの使用が急速に拡大してきている。
【０００３】
この種ＬＥＤを用いた表示装置の従来の技術を図４〜図６により説明する。
【０００４】
図４は従来のＬＥＤを用いた表示装置の回路図であり、図５は同電流波形図であり、図６は他のＬＥＤを用いた表示装置の回路図である。
【０００５】
同図によると、１は過電流保護用のヒューズであり、２は整流回路であり、一般的には複数のダイオードによって全波整流が行われる。
【０００６】
３はＬＥＤであり、複数個（図４においては４個）が直列に接続されて必要とされる発光照度を確保するとともに、複数個が直列に接続された固定抵抗４に接続されている。
【０００７】
なお、前記固定抵抗４はＬＥＤに流れる電流を制限するためのものであるが、複数個直列接続する構成とする事で、この固定抵抗４の通電によって発生する損失熱を分散させている。なお、図５は前記ＬＥＤ３に流れる電流波形図である。
【０００８】
以上のように構成されたＬＥＤを用いた表示装置は、商用交流電源からの入力を整流回路２で脈流となった直流に変換し、これをＬＥＤ３に入力してこれらＬＥＤ３を発光表示させるものである。
【０００９】
なお、このＬＥＤを用いた表示装置を看板等に使用する場合は、文字や図形の形にこの表示装置を単体ユニットとして多数個並べ、商用交流電源に並列にこの表示装置を接続して文字や図形の形に表示させて使用することになる。
【００１０】
図６は、他の従来のＬＥＤを用いた発光装置の回路図であり、図４の従来技術との相違点のみ説明すると、整流回路２からの出力端に接続された平滑用コンデンサ７を接続するとともに、ＬＥＤ３に直列に定電流ダイオード８を接続した点である。
【００１１】
以上の構成により、平滑用コンデンサ７によって整流回路２からの直流に整流された直流電圧の変動を小さくして、ＡＣ入力電圧の変化によるＬＥＤ３に流れる電流の変動を小さくするとともに、定電流ダイオード８によってＬＥＤ３に流れる直流電流の安定化を図り、安定した照度の確保を可能とするものである。
【００１２】
このような従来のＬＥＤを用いた表示装置には特許文献１に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１６４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来技術によるＬＥＤを用いた表示装置では、看板用等として必要な信頼性と長寿命で安定した照度を確保することが十分に発揮されないといった問題があった。
【００１５】
即ち、看板は外部環境からのストレスに曝される可能性が高く、ＡＣ入力ラインからのサージ電圧に対する保護、直射日光などからの熱および自己通電による発熱に対する信頼性の十分な確保が実用上必須となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、複数のＬＥＤを直列に接続した回路に商用交流電圧を整流した電圧を加えてＬＥＤを発光させるＬＥＤを用いた表示装置において、ＡＣ入力ライン間にバリスタ（電圧依存性抵抗素子）を接続するとともに、前記ＬＥＤと直列に過熱保護回路を接続してＬＥＤを用いた表示装置を構成したものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＡＣ入力ライン間に接続したバリスタによって商用交流電圧に紛れ込んだ落雷による急激な異常電圧等のＡＣ入力サージを吸収でき、ＬＥＤに過大な電圧が印加されることを防止し、またＬＥＤと直列に接続した過熱保護回路の動作によって装置自体の温度が高くなっても、ＬＥＤの電流を抑制してＬＥＤの過熱による劣化を防止し、信頼性に優れたＬＥＤを用いた表示装置の提供を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態のＬＥＤを用いた表示装置の回路構成図(実施例１)。
【図２】同他の実施の形態の回路構成図(実施例２)。
【図３】同回路構成図の要部である定電流回路の回路図(実施例２)。
【図４】従来技術のＬＥＤを用いた表示装置の回路構成図。
【図５】同ＬＥＤに流れる電流波形図。
【図６】同他の従来技術のＬＥＤを用いた表示装置の回路構成図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の一実施の形態のＬＥＤを用いた表示装置について、図１（実施例１）、図２（実施例２）および図３（実施例２）により説明する。
【００２０】
なお、説明にあたっては、従来技術と同一部分は同一番号を付して説明を省略して説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明のＬＥＤを用いた表示装置の一実施例の回路図である。同図により従来技術との相違点のみ説明すると、５は商用電源入力(ＡＣ入力ライン)間に接続されたサージ電圧吸収用のバリスタ(電圧・電流特性が非線形である電圧依存性抵抗素子でサージアブソーバとも言われている)であり、６は前記ＬＥＤに直列に接続された過熱保護回路であり、正の温度特性を有する抵抗素子で構成され、抵抗素子の温度がある温度以上になると急激に抵抗値が大きくなるもので、セラミックやポリマーからなり、ポジスタやポリスイッチとも呼ばれているものである。
【００２２】
なお、前記過熱保護回路６の抵抗値は前記固定抵抗４の抵抗値（合成抵抗）より通常状態では極めて小さく設定されており、ＬＥＤ３の電流値は前記固定抵抗４の抵抗値（合成抵抗）によって決定されている。
【００２３】
以上のようにＬＥＤの表示装置を構成したので、落雷などの影響でＡＣ入力に瞬間的に過大な電圧が入力したときはバリスタ５によって過大入力をパス（吸収）して表示装置の破壊を回避するとともに、表示装置の温度がある温度以上に達した場合は、過熱保護回路６の抵抗値が固定抵抗４の値に比較して極めて大きくなり、ＬＥＤ３の電流を下げ、ＬＥＤ３の過度な温度上昇を防止してＬＥＤ３の劣化を防止するものである。
【００２４】
（実施例２）
次に、他の実施例のＬＥＤの表示装置を図２および図３により説明する。図２は他の実施例の回路図であり、図３は同要部である定電流回路の回路図である。
【００２５】
同図により、図１の実施例１の回路図との相違点を説明すると、実施例１において用いたＬＥＤ３に直列接続された固定抵抗４に代えて定電流回路９をＬＥＤ３に直列に接続したものである。
【００２６】
定電流回路９は、ｎｐｎのトランジスタ１０のエミッタに固定抵抗１３の一端を接続し、ベースと固定抵抗１３の他方の端子間に定電圧ダイオード１１を接続、コレクタとベース間に固定抵抗１２を接続して構成される定電流回路である。
【００２７】
この定電流回路９の定電流値は、ほぼ定電圧ダイオード１１と固定抵抗１３で決定される。従来技術の図６で説明した定電流ダイオード８を使用したものに比較し、定電流値がＬＥＤ３の特性に併せて自由に設定が可能となる。
【００２８】
更に、前記定電流回路９の耐電圧がｎｐｎのトランジスタ１０の耐電圧で確保可能なことから、ＡＣ入力ラインからのサージ電圧は前記バリスタ５で抑制されるが、抑制しても商用交流電圧に比べるとはるかに大きなピーク電圧が表示装置に印加されることになるため、その耐電圧をこの定電流回路９で確保することが可能となるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように本発明は、外部からの衝撃的な異常入力によるＬＥＤの破壊を防止するとともに、急激な温度上昇も抑制するものであり、看板等の表示用に限らず、ＬＥＤを用いた表示や照明装置の信頼性の向上にも寄与できるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１ 過電流ヒューズ
２ 整流用ダイオード
３ ＬＥＤ
４，１２，１３ 固定抵抗
５ バリスタ
６ 過熱保護回路
７ コンデンサ
８ 定電流ダイオード
９ 定電流回路
１０ トランジスタ
１１ 定電圧ダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源からのＡＣ入力を整流して出力する整流回路とこの出力を入力とする直列接続された複数のＬＥＤからなるＬＥＤを用いた表示装置において、ＡＣ入力ライン間にバリスタを接続するとともに、前記ＬＥＤと直列に過熱保護回路を接続したことを特徴とするＬＥＤを用いた表示装置。
【請求項２】
前記過熱保護回路は、セラミックやポリマーからなる正の温度特性素子で構成されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤを用いた表示装置。
【請求項３】
直列接続された前記複数のＬＥＤと前記過熱保護回路に、更に、直列に定電流回路を接続した請求項１または請求項２に記載のＬＥＤを用いた表示装置。
【請求項１】
商用交流電源からのＡＣ入力を整流して出力する整流回路とこの出力を入力とする直列接続された複数のＬＥＤからなるＬＥＤを用いた表示装置において、ＡＣ入力ライン間にバリスタを接続するとともに、前記ＬＥＤと直列に過熱保護回路を接続したことを特徴とするＬＥＤを用いた表示装置。
【請求項２】
前記過熱保護回路は、セラミックやポリマーからなる正の温度特性素子で構成されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤを用いた表示装置。
【請求項３】
直列接続された前記複数のＬＥＤと前記過熱保護回路に、更に、直列に定電流回路を接続した請求項１または請求項２に記載のＬＥＤを用いた表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−５９４０２（Ｐ２０１１−５９４０２Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９３３０（Ｐ２００９−２０９３３０）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（５９６１６３７７０）菱電商事株式会社 (5)
【出願人】（５０９２５５１２９）株式会社デイ・エイチ・エス (1)
【出願人】（３９７０３６３３２）株式会社クリエイティブダイワ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（５９６１６３７７０）菱電商事株式会社 (5)
【出願人】（５０９２５５１２９）株式会社デイ・エイチ・エス (1)
【出願人】（３９７０３６３３２）株式会社クリエイティブダイワ (1)
【Ｆターム（参考）】
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