ＬＥＤ照明装置
【課題】商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合に、フリッカを目立たなくすること。
【解決手段】商用電源ＶＡＣを全波整流して得られる脈流電圧ＶＭによりＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動するようにして、脈流電圧ＶＭに応じて複数の電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を選択的に立ち上げることにより、脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替える。最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ａの駆動電流Ｉ１を、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ｂの駆動電流Ｉ２に比して、大きな電流値に設定する。
【解決手段】商用電源ＶＡＣを全波整流して得られる脈流電圧ＶＭによりＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動するようにして、脈流電圧ＶＭに応じて複数の電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を選択的に立ち上げることにより、脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替える。最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ａの駆動電流Ｉ１を、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ｂの駆動電流Ｉ２に比して、大きな電流値に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）を光源に使用するＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤを光源に使用するＬＥＤ照明装置が普及している。この種のＬＥＤ照明装置に関して、例えば特許文献１には、複数のＬＥＤを簡易かつ効率良く発光させることを目的に、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子の直列回路を直接駆動するようにして、この脈流電圧値に応じて駆動に供するＬＥＤ素子の素子数を切り換える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４７９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの種のＬＥＤ素子において、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合には、大容量の平滑コンデンサを使用しないことにより、この平滑コンデンサによる製品寿命の制限を回避することができ、長期間使用することができる。
【０００５】
しかしながら商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合には、フリッカが目立つ問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合に、フリッカを目立たなくすることができるＬＥＤ照明装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、商用電源を全波整流して脈流電圧を出力する整流回路と、１個又は複数個のＬＥＤ素子を備えた複数のＬＥＤストリングスによる直列回路であって、前記整流回路の正側出力端又は負側種端に一端を接続したＬＥＤストリングスの直列回路と、前記ＬＥＤストリングスの直列回路における対応する前記ＬＥＤストリングスの一端にそれぞれ接続されて、前記整流回路の負側出力端に駆動電流を流出させ、又は前記整流回路の正側出力端から駆動電流を流入させる複数の電流制御回路と、前記脈流電圧の監視により前記複数の電流制御回路の動作を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記脈流電圧に応じて、前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げることにより、前記脈流電圧に応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替え、前記複数の電流制御回路は、最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流に比して、大きな電流値に設定されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御回路は、前記脈流電圧と基準電圧との比較結果をそれぞれ出力する複数の比較回路と、前記複数の比較回路の比較結果の論理演算処理により、前記脈流電圧に応じて順次前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げる制御信号を出力する複数の論理演算回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、脈流電圧により直接ＬＥＤストリングスを駆動するようにして、脈流電圧に応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替えて効率良くＬＥＤ素子を駆動することができる。このとき最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流に比して、大きな電流値に設定されていることにより、発光が停止する期間の前後で、発光に供するＬＥＤ素子数が少なくなっているときに、全体の発光光量の低下を防止することができる。これによりフリッカを目立たなくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果を奏することができるより具体的な構成を、ディスクリート回路により提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図２】図１のＬＥＤ照明装置の動作の説明に供する図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１実施形態〕
以下に、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す接続図である。このＬＥＤ照明装置１において、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３、ＳＴＲ４は、それぞれ複数個のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤ素子のアレイである。ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４は、それぞれ直線状に連続するようにＬＥＤ素子が配置され、ＬＥＤ照明装置１は、このＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４のＬＥＤ素子を光源として使用して棒状光源を形成する。ＬＥＤ照明装置１は、これらのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４がさらに直列接続されてＬＥＤストリングスの直列回路が形成される。なお以下において、各ＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３、ＳＴＲ４の順方向電圧（各ＬＥＤストリングスを構成する直列接続されたＬＥＤ素子の順方向電圧の合計電圧である）をそれぞれ符号Ｖｆ１、Ｖｆ２、Ｖｆ３、Ｖｆ４により示す。なおＬＥＤ照明装置１には、各ＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４にそれぞれコンデンサＣ１Ａ、Ｃ１Ｂ、Ｃ１Ｃ、Ｃ１Ｄが並列に配置され、これによりＬＥＤ素子への高圧ストレスを緩和し、さらにはフリッカを低減する。
【００１３】
このＬＥＤ照明装置１において、整流回路２は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４によるダイオードブリッジ回路であり、商用電源ＶＡＣを全波整流して脈流電圧ＶＭを出力する。ＬＥＤ照明装置１は、この整流回路２から出力される脈流電圧ＶＭにより直接、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動して発光させる。これによりＬＥＤ照明装置１は、大容量の平滑コンデンサの使用を省略してＬＥＤ素子を駆動し、この大容量の平滑コンデンサを使用する場合の製品寿命の低下を防止する。すなわち平滑コンデンサは、大容量が求められることにより、電解液を使用した電解コンデンサが適用される。しかしながら電解コンデンサを使用すると、照明装置内の温度上昇により電解液が劣化する場合があり、この場合、容量が著しく低下し、明かりがちらついたり、点灯しなくなる恐れがある。しかしながらこの実施形態では、そもそも平滑コンデンサを使用しないことにより、このような機能の劣化を防止し、製品寿命の低下を防止することができる。
【００１４】
すなわちＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４による直列回路の、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１側端が、全波整流回路２の正側出力端に接続される。またＬＥＤ照明装置１は、この直列回路における対応するＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の他端がそれぞれ第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄに接続され、この第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄを介して全波整流回路２の負側出力端に接続される。より具体的に、ＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路における各ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の接続中点が、それぞれ第１、第２、第３の電流制御回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃを介して全波整流回路２の負側出力端に接続される。さらにＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４による直列回路の、第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ４側端が、第４の電流制御回路３Ｄを介して全波整流回路２の負側出力端に接続される。
【００１５】
ＬＥＤ照明装置１は、これら第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を、電圧監視回路４と、スイッチング回路５とによる制御回路６により制御し、これにより脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えて、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動する。
【００１６】
このため電圧監視回路４は、整流回路２から出力される脈流電圧ＶＭを監視して監視結果を出力する。すなわち電圧監視回路４は、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２により脈流電圧ＶＭを分圧し、監視用の分圧電圧を生成する。なおここで分圧抵抗Ｒ２には、半固定抵抗が適用され、これにより電圧監視回路４は、分圧比を調整可能に設定される。
【００１７】
電圧監視回路４は、それぞれ入力抵抗Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ３Ｃ、Ｒ３Ｄを介してこの監視用の分圧電圧を第１〜第４の比較回路７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの反転入力端に入力する。ここで比較回路７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは、それぞれ非反転入力端に基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が供給される。これにより第１〜第４の比較回路７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは、それぞれ基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４により監視用の分圧電圧を介して脈流電圧ＶＭを監視し、基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４で決まる電圧より脈流電圧ＶＭが高い場合に、出力端の電圧を立ち下げる。
【００１８】
具体的に、第１の比較回路７Ａは、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１より高い場合に、比較出力を立ち下げる。また第２の比較回路７Ｂは、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２より高い場合に、比較出力を立ち下げる。また第３の比較回路７Ｃは、第１、第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２及びＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３より脈流電圧ＶＭが高い場合に、比較結果を立ち下げる。さらに第４の比較回路７Ｄは、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３＋Ｖｆ４より脈流電圧ＶＭが高い場合に、比較結果を立ち下げる。
【００１９】
スイッチング回路５は、これら比較回路７Ａ〜７Ｄの比較結果に基づいて、順次、電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を立ち上げる。すなわちスイッチング回路５において、第１〜第４の論理演算回路８Ａ〜８Ｃは、それぞれ論理演算回路である。第１の論理演算回路８Ａは、制御データＤＣと第２〜第４の比較回路７Ｂ〜７Ｄの比較出力とが立ち上がっている場合であって、かつ第１の比較回路７Ａの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。なおここで制御データＤＣは、この実施形態では、ＬＥＤ照明装置１の点灯を制御する制御信号であり、ＬＥＤ照明装置１を点灯させる場合、例えばスイッチ等によりＨレベルに設定される。
【００２０】
第２の論理演算回路８Ｂは、制御データＤＣと第３及び第４の比較回路７Ｃ及び７Ｄの比較出力とが立ち上がっている場合であって、かつ第１及び第２の比較回路７Ａ及び７Ｂの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、第１、第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２及びＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。
【００２１】
第３の論理演算回路８Ｃは、制御データＤＣ及び第４の比較回路７Ｄの比較出力が立ち上がっている場合であって、かつ第１〜第３の比較回路７Ａ〜７Ｃの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１、第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２及びＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。
【００２２】
第４の論理演算回路８Ｄは、制御データＤＣが立ち上がっている場合であって、かつ第１〜第４の比較回路７Ａ〜７Ｄの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より高い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。
【００２３】
これらによりスイッチング回路５は、脈流電圧ＶＭが高くなるに従って、順次、論理演算回路８Ａ〜８Ｄの出力を選択的に立ち下げる。ＬＥＤ照明装置１は、これら第１〜第４の論理演算回路８Ａ〜８Ｄの出力が、それぞれ第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄに入力される。
【００２４】
ここで第１の電流制御回路３Ａは、ＦＥＴＱ１Ａ、電流電圧変換抵抗ＲＳＡの直列回路を介して第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の接続中点を、全波整流回路２の負側出力端に接続する。第１の電流制御回路３Ａは、この電流電圧変換抵抗ＲＳＡのＦＥＴＱ１側端電圧を、入力抵抗Ｒ６Ａを介して演算増幅回路９Ａの非反転入力端に入力する。演算増幅回路９Ａは、抵抗Ｒ７Ａ及びコンデンサＣＡによる帰還回路が設けられ、演算出力によりＦＥＴＱ１Ａを駆動する。これにより第１の電流制御回路３Ａは、電流電圧変換抵抗ＲＳＡの端子電圧が、演算増幅回路９Ａの非反転入力端の電圧と等しくなるように、ＦＥＴＱ１Ａのゲート電圧の制御によりＦＥＴＱ１Ａの電流を制御する。
【００２５】
ここで演算増幅回路９Ａは、抵抗Ｒ８Ａを介して所定の基準電圧Ｖｒｅｆが非反転入力端に入力され、さらにこの非反転入力端が接地抵抗Ｒ９Ａを介して接地される。またこの接地抵抗Ｒ９Ａは、その両端がＦＥＴＱ２Ａのソース、ドレインにそれぞれ接続され、このＦＥＴＱ２が第１の論理演算回路８Ａの出力によりオンオフ制御される。これにより第１の電流制御回路３Ａは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ａがオフ状態に設定されて、演算増幅回路９Ａの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ａ、Ｒ９Ａで決まる所定電圧が印加される。電流制御回路３Ａは、この所定電圧の印加により動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ１を第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の接続中点から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ａをオン状態に設定して演算増幅回路９Ａの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、これにより動作を停止して第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の接続中点からの電流流出を停止する。
【００２６】
第２〜第４の電流制御回路３Ｂ〜３Ｄは、第１の電流制御回路３Ａと同様に構成される。これにより第２の電流制御回路３Ｂは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ｂがオフ状態に設定されて、演算増幅回路９Ｂの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ｂ、Ｒ９Ｂで決まる所定電圧が印加される。これにより電流制御回路３Ｂは、動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ２を第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ２及びＳＴＲ３の接続中点から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ｂをオン状態に設定して演算増幅回路９Ｂの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、これにより動作を停止して第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ２及びＳＴＲ３の接続中点からの電流流出を停止する。
【００２７】
また第３の電流制御回路３Ｃは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１〜第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ｃがオフ状態に設定され、演算増幅回路９Ｃの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ｃ、Ｒ９Ｃで決まる所定電圧が印加される。これにより電流制御回路３Ｃは、動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ３を第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ３及びＳＴＲ４の接続中点から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ｃをオン状態に設定して演算増幅回路９Ｃの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、動作を停止して第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ３及びＳＴＲ４の接続中点からの電流流出を停止する。
【００２８】
また第４の電流制御回路３Ｄは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１〜第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より高い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ｄがオフ状態に設定され、演算増幅回路９Ｄの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ｄ、Ｒ９Ｄで決まる所定電圧が印加される。これにより電流制御回路３Ｄは、動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ４を第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ４から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ｄをオン状態に設定して演算増幅回路９Ｄの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、動作を停止して第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ４からの電流流出を停止する。
【００２９】
これらによりＬＥＤ照明装置１は、図２に示すように、脈流電圧ＶＭが０〔Ｖ〕〜Ｖｆ１の範囲では、全てのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の駆動を停止し、脈流電圧ＶＭがＶｆ１〜ＶＦ１＋Ｖｆ２の範囲では、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１のみ発光させる。また脈流電圧ＶＭがＶｆ１＋Ｖｆ２〜ＶＦ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３の範囲では、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路を電流制御回路３Ｂで駆動して発光させ、脈流電圧ＶＭがＶｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３〜ＶＦ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３＋Ｖｆ４の範囲では、第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路を電流制御回路３Ｃで駆動して発光させる。また脈流電圧ＶＭがＶｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３＋ＶＦ４以上の範囲では、第１〜第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路を電流制御回路３Ｄで駆動して発光させる。なおこれら図２では、これら電流制御回路３Ａ〜３Ｄによる駆動電流を符号Ｉ１〜Ｉ４により示す。
【００３０】
これらによりＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を直列接続して、この直列回路におけるＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の一端に接続された電流制御回路３Ａ〜３Ｄの駆動の制御により、脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えて、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を発光させる。
【００３１】
ところでこのようにしてＬＥＤ素子を駆動する場合、脈流電圧ＶＭが０〔Ｖ〕〜Ｖｆ１の範囲では、全てのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４が発光を停止する。従って全てのＬＥＤ素子が発光を停止する休止期間Ｔ１が周期的に発生することになる。またこの休止期間Ｔ１の前後では、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１のみ発光していることにより、最も発光に供する素子数が低下し、発光光量も小さいことになる。これにより脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合、フリッカが目立つようになる。
【００３２】
そこでこのＬＥＤ照明装置１では、図２（Ｂ）に示すように、休止期間Ｔ１の前後の、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１のみの駆動電流Ｉ１については、これに隣接する第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路に係る駆動電流Ｉ２に比して、電流値が大きくなるように設定する。なおこの設定は、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ及び又は分圧抵抗Ｒ８Ａ、Ｒ９Ａにより設定することができる。これに対して他の駆動電流である電流制御回路３Ｃ及び３Ｄの駆動電流Ｉ３及びＩ４については、第２の電流制御回路３Ｂの駆動電流Ｉ２と等しい電流値に設定する。
【００３３】
これによりＬＥＤ照明装置１では、休止期間Ｔ１における発光の停止、この休止期間Ｔ１の前後における光量の低下を目立たなくして、フリッカを目立たなくする。
【００３４】
この実施形態のＬＥＤ照明装置１では、駆動に供する脈流電圧ＶＭに応じた電流制御回路３Ａ〜３Ｄの切り替えにより駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えるようにして、最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ａの駆動電流Ｉ１を、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ｂの駆動電流Ｉ２に比して、大きな電流値に設定することにより、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合にあって、フリッカを目立たなくすることができる。
【００３５】
またこの電流制御回路３Ａ〜３Ｄの切り替えに係る制御回路６を、脈流電圧ＶＭと基準電圧Ｖ１〜Ｖ４との比較結果をそれぞれ出力する複数の比較回路７Ａ〜７Ｄと、この複数の比較回路７Ａ〜７Ｄの比較結果の論理演算処理により、脈流電圧ＶＭに応じて順次電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を選択的に立ち上げる制御信号を出力する複数の論理演算回路８Ａ〜８Ｄにより構成することにより、ディスクリート回路により制御回路を構成して商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合に、フリッカを目立たなくすることができる。
【００３６】
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。このＬＥＤ照明装置１１において、図１について上述したＬＥＤ照明装置１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００３７】
このＬＥＤ照明装置１１は、第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を、電圧監視回路１４と、スイッチング回路１５とによる制御回路１６により制御し、脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えて、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動する。
【００３８】
電圧監視回路１４は、第４の比較回路７Ｄが省略されている点、残りの比較回路７Ａ〜７Ｃに係る基準電圧の設定が異なる点を除いて、第１の実施形態に係る電圧監視回路４と同一に構成される。すなわち第１の比較回路７Ａは、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧より一定電圧以上高い場合に、比較結果を立ち下げる。また第２の比較回路７Ｂは、脈流電圧ＶＭが第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より一定電圧以上高い場合に、比較結果を立ち下げる。また第３の比較回路７Ｃは、脈流電圧ＶＭが第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より一定電圧以上高い場合に、比較結果を立ち下げる。
【００３９】
スイッチング回路１５は、これら電圧監視回路１４に設けられた比較回路７Ａ〜７Ｃの比較結果に基づいて、順次、電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を立ち上げる。すなわちスイッチング回路１５において、第１〜第４の論理演算回路１８Ａ〜１８Ｃは、それぞれ論理演算回路である。第１の論理演算回路１８Ａは、制御データＤＣと第１〜第３の比較回路７Ａ〜７Ｃの比較出力とが立ち上がっている場合、出力端を立ち下げる。
【００４０】
第２の論理演算回路１８Ｂは、制御データＤＣと第２及び第３の比較回路７Ｂ及び７Ｃの比較出力とが立ち上がっている場合であって、かつ第１の比較回路７Ａの比較出力が立ち下がっている場合、出力端を立ち下げる。第３の論理演算回路１８Ｃは、制御データＤＣ及び第３の比較回路７Ｃの比較出力が立ち上がっている場合であって、かつ第１及び第２の比較回路７Ａ及び７Ｂの比較出力が立ち下がっている場合、出力端を立ち下げる。第４の論理演算回路１８Ｄは、制御データＤＣが立ち上がっている場合であって、かつ第１〜第３の比較回路７Ａ〜７Ｃの比較出力が立ち下がっている場合、出力端を立ち下げる。
【００４１】
これらによりスイッチング回路１５は、脈流電圧ＶＭが高くなるに従って、順次、論理演算回路１８Ａ〜１８Ｄの出力を選択的に立ち下げる。ＬＥＤ照明装置１１は、これら第１〜第４の論理演算回路１８Ａ〜１８Ｄの出力が、それぞれ第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄに入力される。
【００４２】
これによりこの第２実施形態のＬＥＤ照明装置１１は、第１実施形態のＬＥＤ照明装置１に比して簡易な構成により、第１実施形態のＬＥＤ照明装置と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
〔第３実施形態〕
図４は、本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。このＬＥＤ照明装置２１において、図１及び図３について上述したＬＥＤ照明装置１、１１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。このＬＥＤ照明装置２１は、３つのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３が設けられる。ＬＥＤ照明装置２１は、脈流電圧ＶＭに応じてＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３を順次駆動することにより、脈流電圧ＶＭに応じて素子数を切り換えてＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３を駆動する。ＬＥＤ照明装置２１は、このＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の駆動を、ディジタル信号処理回路による制御回路２６により実行する。
【００４４】
すなわちＬＥＤ照明装置２１において、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３は、それぞれ負側出力端側が、ＦＥＴＱ１Ａ及び電流電圧変換抵抗ＲＳＡの直列回路、ＦＥＴＱ１Ｂ及び電流電圧変換抵抗ＲＳＢの直列回路、ＦＥＴＱ１Ｃ及び電流電圧変換抵抗ＲＳＣの直列回路を介して接地される。これによりＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３は、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧を介して、それぞれ駆動電流を検出できるように、さらにＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃの制御により駆動電流を制御できるように構成される。なおＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃは、それぞれゲート電荷引き抜き用のゲート抵抗Ｒ１０Ａ、Ｒ１０Ｂ、Ｒ１０Ｃを介してゲートが接地される。
【００４５】
制御回路２６は、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２により脈流電圧ＶＭを分圧して監視用の分圧電圧を生成する。制御回路２６は、入力抵抗Ｒ１１を介してこの監視用の分圧電圧をアナログディジタル変換回路（ＡＤ）２７に入力し、ここでアナログディジタル変換処理してコントローラ２８に出力する。また制御回路２６は、マルチプレクサ２９により電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧を選択してアナログディジタル（ＡＤ）３０に入力し、ここでアナログディジタル変換処理してコントローラ２８に入力する。また制御回路２６は、コントローラ２８から出力される制御データをディジタルアナログ（ＤＡ）３１に入力してアナログ信号による制御信号に変換し、マルチプレクサ３２よりこの制御信号をＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、又はＱ１Ｃに選択的に出力する。
【００４６】
制御回路２６において、タイミング制御回路３３は、コントローラ２８の制御によりマルチプレクサ２９、３２の動作を制御する。コントローラ２８は、所定の処理手順を実行するディジタル信号処理回路である。コントローラ２８は、この処理手順の実行により、アナログディジタル変換回路２７を介して監視用の分圧電圧を監視する。またこの監視により、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧Ｖｆ１以上であって、かつ第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２より小さい場合、ディジタルアナログ変換回路３１より出力する制御信号を第１のＦＥＴＱ１Ａに出力するように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００４７】
またコントローラ２８は、脈流電圧ＶＭが、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２以上であって、かつ第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３より小さい場合、ディジタルアナログ変換回路３１より出力する制御信号を第２のＦＥＴＱ２Ｂに出力するように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００４８】
またコントローラ２８は、脈流電圧ＶＭが、第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２以上の場合、ディジタルアナログ変換回路３１より出力する制御信号を第３のＦＥＴＱ２Ｃに出力するように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００４９】
これに対して脈流電圧ＶＭが、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧Ｖｆ１より小さい場合、何れのＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃにも制御信号を出力しないように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００５０】
しかしてＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃは、それぞれゲート抵抗Ｒ１０Ａ、Ｒ１０Ｂ、Ｒ１０Ｃによりゲートが接地されていることにより、何ら制御信号が入力されない場合、対応するＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３からの駆動電流の流出を停止制御することになる。これに対してマルチプレクサ３２を介して制御信号が入力される場合には、この制御信号によるゲート電圧の設定に応じた駆動電流を第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３から流出させることになる。
【００５１】
コントローラ２８は、このようにして脈流電圧ＶＭに応じて素子数を切り換えてＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３を駆動するようにして、マルチプレクサ３２の設定に対応するようにマルチプレクサ２９を設定し、これにより制御信号の供給による駆動電流を、対応する電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧により検出する。
【００５２】
コントローラ２８は、この端子電圧による駆動電流の監視により、駆動電流が目標の電流になるようにディジタルアナログ変換回路３１に出力する制御データを可変する。具体的に、目標電流をＩ１、Ｉ２、Ｉ３、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧をＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、利得係数をｋ１、ｋ２、ｋ３とおくと、ＶＧ１（ｎ）＝ＶＧ１（Ｎ−１）＋ｋ１（Ｉ１−ＶＳ１／ＲＳＡ）、ＶＧ２（ｎ）＝ＶＧ２（Ｎ−１）＋ｋ２（Ｉ２−ＶＳ２／ＲＳＢ）、ＶＧ３（ｎ）＝ＶＧ３（Ｎ−１）＋ｋ３（Ｉ３−ＶＳ３／ＲＳＣ）の演算処理により、順次、制御データＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３を更新し、これにより駆動電流が目標電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３になるようにディジタルアナログ変換回路３１に出力する制御データＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３を調整する。なおこれによりこのＬＥＤ照明装置２１では、駆動電流の制御に係る電流制御回路が、制御回路２６と、ＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃ、ゲート抵抗Ｒ１０Ａ、Ｒ１０Ｂ、Ｒ１０Ｃ、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣとにより構成されることになる。
【００５３】
このようにして各駆動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を設定して、この実施の形態では、最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る駆動電流Ｉ１が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る駆動電流Ｉ２に比して、大きな電流値に設定される。また駆動電流Ｉ３は、駆動電流Ｉ２と同一に設定される。これによりこの実施形態でも、フリッカを目立たなくする。
【００５４】
この第３実施形態では、ディジタル信号処理回路により制御回路等を構成するようにしても、第１実施形態、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
〔第４実施形態〕
この実施形態に係るＬＥＤ照明装置は、光通信に適用され、この光通信に供する伝送用のデータが上述の制御データに代えて制御回路に入力される。これによりこの実施形態のＬＥＤ照明装置は、照明に供するＬＥＤ素子からの光を伝送用のデータにより変調して、この伝送用のデータを光通信により送出する。この実施形態のＬＥＤ照明装置は、この制御回路に入力されるデータが異なる点を除いて、上述のＬＥＤ照明装置１、１１、２１と同一に構成される。
【００５６】
この実施形態では、フリッカを目立たなくすることができることにより、光通信に適用して従来に比して安定に所望のデータを伝送することができる。
【００５７】
〔他の実施形態〕
本発明は上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００５８】
すなわち上述の実施形態では、最も駆動に供する素子数が少ない場合の駆動電流Ｉ１を、続いて駆動に供する素子数が少ない場合の駆動電流Ｉ２より増大させるようにして、他の駆動電流Ｉ３、Ｉ４をこの駆動電流Ｉ２と等しい電流に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の駆動電流Ｉ３、Ｉ４については、種々に設定することができる。すなわち照度が不足する場合には、この他の駆動電流Ｉ３、Ｉ４の双方又は１方を駆動電流Ｉ２より増大させ、照度を増大させるようにしてもよい。また光通信に適用してさらに一段と安定にデータ伝送する場合には、Ｉ４＞Ｉ３＞Ｉ２となるように設定して、光量の変動を低減させるようにしてもよい。
【００５９】
また上述の実施形態では、全波整流回路の負側出力端側に電流制御回路を配置して、ＬＥＤストリングスから流出する駆動電流を制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、全波整流回路の正側出力端側に電流制御回路を配置して、ＬＥＤストリングスに流入する駆動電流を制御してもよく、さらにはこれらを組合せて駆動電流を制御してもよい。
【００６０】
また上述の実施形態では、３つ又は４つのＬＥＤストリングスによりＬＥＤ照明装置を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２つのＬＥＤストリングスによりＬＥＤ照明装置を構成する場合、５つ以上のＬＥＤストリングスによりＬＥＤ照明装置を構成する場合等に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１、１１、２１ ＬＥＤ照明装置
２ 全波整流回路
３Ａ〜３Ｄ 電流制御回路
４、１４ 電圧監視回路
５、１５ スイッチング回路
６、１６、２６ 制御回路
７Ａ〜７Ｄ 比較回路
８Ａ〜８Ｄ、１８Ａ〜１８Ｄ 論理演算回路
９Ａ〜９Ｄ 演算増幅回路
２７、３０ アナログディジタル変換回路
２８ コントローラ
２９、３２ マルチプレクサ
３１ ディジタルアナログ変換回路
３３ タイミング制御回路
ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４ ＬＥＤストリングス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）を光源に使用するＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤを光源に使用するＬＥＤ照明装置が普及している。この種のＬＥＤ照明装置に関して、例えば特許文献１には、複数のＬＥＤを簡易かつ効率良く発光させることを目的に、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子の直列回路を直接駆動するようにして、この脈流電圧値に応じて駆動に供するＬＥＤ素子の素子数を切り換える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４７９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの種のＬＥＤ素子において、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合には、大容量の平滑コンデンサを使用しないことにより、この平滑コンデンサによる製品寿命の制限を回避することができ、長期間使用することができる。
【０００５】
しかしながら商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合には、フリッカが目立つ問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合に、フリッカを目立たなくすることができるＬＥＤ照明装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、商用電源を全波整流して脈流電圧を出力する整流回路と、１個又は複数個のＬＥＤ素子を備えた複数のＬＥＤストリングスによる直列回路であって、前記整流回路の正側出力端又は負側種端に一端を接続したＬＥＤストリングスの直列回路と、前記ＬＥＤストリングスの直列回路における対応する前記ＬＥＤストリングスの一端にそれぞれ接続されて、前記整流回路の負側出力端に駆動電流を流出させ、又は前記整流回路の正側出力端から駆動電流を流入させる複数の電流制御回路と、前記脈流電圧の監視により前記複数の電流制御回路の動作を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記脈流電圧に応じて、前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げることにより、前記脈流電圧に応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替え、前記複数の電流制御回路は、最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流に比して、大きな電流値に設定されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御回路は、前記脈流電圧と基準電圧との比較結果をそれぞれ出力する複数の比較回路と、前記複数の比較回路の比較結果の論理演算処理により、前記脈流電圧に応じて順次前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げる制御信号を出力する複数の論理演算回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、脈流電圧により直接ＬＥＤストリングスを駆動するようにして、脈流電圧に応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替えて効率良くＬＥＤ素子を駆動することができる。このとき最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流に比して、大きな電流値に設定されていることにより、発光が停止する期間の前後で、発光に供するＬＥＤ素子数が少なくなっているときに、全体の発光光量の低下を防止することができる。これによりフリッカを目立たなくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果を奏することができるより具体的な構成を、ディスクリート回路により提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図２】図１のＬＥＤ照明装置の動作の説明に供する図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１実施形態〕
以下に、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す接続図である。このＬＥＤ照明装置１において、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３、ＳＴＲ４は、それぞれ複数個のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤ素子のアレイである。ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４は、それぞれ直線状に連続するようにＬＥＤ素子が配置され、ＬＥＤ照明装置１は、このＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４のＬＥＤ素子を光源として使用して棒状光源を形成する。ＬＥＤ照明装置１は、これらのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４がさらに直列接続されてＬＥＤストリングスの直列回路が形成される。なお以下において、各ＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３、ＳＴＲ４の順方向電圧（各ＬＥＤストリングスを構成する直列接続されたＬＥＤ素子の順方向電圧の合計電圧である）をそれぞれ符号Ｖｆ１、Ｖｆ２、Ｖｆ３、Ｖｆ４により示す。なおＬＥＤ照明装置１には、各ＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４にそれぞれコンデンサＣ１Ａ、Ｃ１Ｂ、Ｃ１Ｃ、Ｃ１Ｄが並列に配置され、これによりＬＥＤ素子への高圧ストレスを緩和し、さらにはフリッカを低減する。
【００１３】
このＬＥＤ照明装置１において、整流回路２は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４によるダイオードブリッジ回路であり、商用電源ＶＡＣを全波整流して脈流電圧ＶＭを出力する。ＬＥＤ照明装置１は、この整流回路２から出力される脈流電圧ＶＭにより直接、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動して発光させる。これによりＬＥＤ照明装置１は、大容量の平滑コンデンサの使用を省略してＬＥＤ素子を駆動し、この大容量の平滑コンデンサを使用する場合の製品寿命の低下を防止する。すなわち平滑コンデンサは、大容量が求められることにより、電解液を使用した電解コンデンサが適用される。しかしながら電解コンデンサを使用すると、照明装置内の温度上昇により電解液が劣化する場合があり、この場合、容量が著しく低下し、明かりがちらついたり、点灯しなくなる恐れがある。しかしながらこの実施形態では、そもそも平滑コンデンサを使用しないことにより、このような機能の劣化を防止し、製品寿命の低下を防止することができる。
【００１４】
すなわちＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４による直列回路の、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１側端が、全波整流回路２の正側出力端に接続される。またＬＥＤ照明装置１は、この直列回路における対応するＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の他端がそれぞれ第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄに接続され、この第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄを介して全波整流回路２の負側出力端に接続される。より具体的に、ＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路における各ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の接続中点が、それぞれ第１、第２、第３の電流制御回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃを介して全波整流回路２の負側出力端に接続される。さらにＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４による直列回路の、第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ４側端が、第４の電流制御回路３Ｄを介して全波整流回路２の負側出力端に接続される。
【００１５】
ＬＥＤ照明装置１は、これら第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を、電圧監視回路４と、スイッチング回路５とによる制御回路６により制御し、これにより脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えて、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動する。
【００１６】
このため電圧監視回路４は、整流回路２から出力される脈流電圧ＶＭを監視して監視結果を出力する。すなわち電圧監視回路４は、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２により脈流電圧ＶＭを分圧し、監視用の分圧電圧を生成する。なおここで分圧抵抗Ｒ２には、半固定抵抗が適用され、これにより電圧監視回路４は、分圧比を調整可能に設定される。
【００１７】
電圧監視回路４は、それぞれ入力抵抗Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ３Ｃ、Ｒ３Ｄを介してこの監視用の分圧電圧を第１〜第４の比較回路７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの反転入力端に入力する。ここで比較回路７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは、それぞれ非反転入力端に基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が供給される。これにより第１〜第４の比較回路７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは、それぞれ基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４により監視用の分圧電圧を介して脈流電圧ＶＭを監視し、基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４で決まる電圧より脈流電圧ＶＭが高い場合に、出力端の電圧を立ち下げる。
【００１８】
具体的に、第１の比較回路７Ａは、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１より高い場合に、比較出力を立ち下げる。また第２の比較回路７Ｂは、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２より高い場合に、比較出力を立ち下げる。また第３の比較回路７Ｃは、第１、第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２及びＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３より脈流電圧ＶＭが高い場合に、比較結果を立ち下げる。さらに第４の比較回路７Ｄは、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３＋Ｖｆ４より脈流電圧ＶＭが高い場合に、比較結果を立ち下げる。
【００１９】
スイッチング回路５は、これら比較回路７Ａ〜７Ｄの比較結果に基づいて、順次、電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を立ち上げる。すなわちスイッチング回路５において、第１〜第４の論理演算回路８Ａ〜８Ｃは、それぞれ論理演算回路である。第１の論理演算回路８Ａは、制御データＤＣと第２〜第４の比較回路７Ｂ〜７Ｄの比較出力とが立ち上がっている場合であって、かつ第１の比較回路７Ａの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。なおここで制御データＤＣは、この実施形態では、ＬＥＤ照明装置１の点灯を制御する制御信号であり、ＬＥＤ照明装置１を点灯させる場合、例えばスイッチ等によりＨレベルに設定される。
【００２０】
第２の論理演算回路８Ｂは、制御データＤＣと第３及び第４の比較回路７Ｃ及び７Ｄの比較出力とが立ち上がっている場合であって、かつ第１及び第２の比較回路７Ａ及び７Ｂの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、第１、第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２及びＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。
【００２１】
第３の論理演算回路８Ｃは、制御データＤＣ及び第４の比較回路７Ｄの比較出力が立ち上がっている場合であって、かつ第１〜第３の比較回路７Ａ〜７Ｃの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１、第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２及びＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。
【００２２】
第４の論理演算回路８Ｄは、制御データＤＣが立ち上がっている場合であって、かつ第１〜第４の比較回路７Ａ〜７Ｄの比較出力が立ち下がっている場合（すなわち脈流電圧ＶＭが、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３及びＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より高い場合であって、かつ制御データＤＣがＨレベルのとき）、出力端を立ち下げる。
【００２３】
これらによりスイッチング回路５は、脈流電圧ＶＭが高くなるに従って、順次、論理演算回路８Ａ〜８Ｄの出力を選択的に立ち下げる。ＬＥＤ照明装置１は、これら第１〜第４の論理演算回路８Ａ〜８Ｄの出力が、それぞれ第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄに入力される。
【００２４】
ここで第１の電流制御回路３Ａは、ＦＥＴＱ１Ａ、電流電圧変換抵抗ＲＳＡの直列回路を介して第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の接続中点を、全波整流回路２の負側出力端に接続する。第１の電流制御回路３Ａは、この電流電圧変換抵抗ＲＳＡのＦＥＴＱ１側端電圧を、入力抵抗Ｒ６Ａを介して演算増幅回路９Ａの非反転入力端に入力する。演算増幅回路９Ａは、抵抗Ｒ７Ａ及びコンデンサＣＡによる帰還回路が設けられ、演算出力によりＦＥＴＱ１Ａを駆動する。これにより第１の電流制御回路３Ａは、電流電圧変換抵抗ＲＳＡの端子電圧が、演算増幅回路９Ａの非反転入力端の電圧と等しくなるように、ＦＥＴＱ１Ａのゲート電圧の制御によりＦＥＴＱ１Ａの電流を制御する。
【００２５】
ここで演算増幅回路９Ａは、抵抗Ｒ８Ａを介して所定の基準電圧Ｖｒｅｆが非反転入力端に入力され、さらにこの非反転入力端が接地抵抗Ｒ９Ａを介して接地される。またこの接地抵抗Ｒ９Ａは、その両端がＦＥＴＱ２Ａのソース、ドレインにそれぞれ接続され、このＦＥＴＱ２が第１の論理演算回路８Ａの出力によりオンオフ制御される。これにより第１の電流制御回路３Ａは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ａがオフ状態に設定されて、演算増幅回路９Ａの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ａ、Ｒ９Ａで決まる所定電圧が印加される。電流制御回路３Ａは、この所定電圧の印加により動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ１を第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の接続中点から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ａをオン状態に設定して演算増幅回路９Ａの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、これにより動作を停止して第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の接続中点からの電流流出を停止する。
【００２６】
第２〜第４の電流制御回路３Ｂ〜３Ｄは、第１の電流制御回路３Ａと同様に構成される。これにより第２の電流制御回路３Ｂは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ｂがオフ状態に設定されて、演算増幅回路９Ｂの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ｂ、Ｒ９Ｂで決まる所定電圧が印加される。これにより電流制御回路３Ｂは、動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ２を第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ２及びＳＴＲ３の接続中点から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ｂをオン状態に設定して演算増幅回路９Ｂの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、これにより動作を停止して第２及び第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ２及びＳＴＲ３の接続中点からの電流流出を停止する。
【００２７】
また第３の電流制御回路３Ｃは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より高く、かつ第１〜第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より低い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ｃがオフ状態に設定され、演算増幅回路９Ｃの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ｃ、Ｒ９Ｃで決まる所定電圧が印加される。これにより電流制御回路３Ｃは、動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ３を第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ３及びＳＴＲ４の接続中点から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ｃをオン状態に設定して演算増幅回路９Ｃの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、動作を停止して第３及び第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ３及びＳＴＲ４の接続中点からの電流流出を停止する。
【００２８】
また第４の電流制御回路３Ｄは、制御データＤＣがＨレベルに保持されていることを前提に、脈流電圧ＶＭが第１〜第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路の点灯に必要な電圧より高い場合にのみ、ＦＥＴＱ２Ｄがオフ状態に設定され、演算増幅回路９Ｄの非反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒ８Ｄ、Ｒ９Ｄで決まる所定電圧が印加される。これにより電流制御回路３Ｄは、動作を立ち上げ、この印加電圧に応じた電流Ｉ４を第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ４から流出させる。また脈流電圧ＶＭがこれ以外の電圧である場合、ＦＥＴＱ２Ｄをオン状態に設定して演算増幅回路９Ｄの非反転入力端の電圧を０Ｖに設定し、動作を停止して第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ４からの電流流出を停止する。
【００２９】
これらによりＬＥＤ照明装置１は、図２に示すように、脈流電圧ＶＭが０〔Ｖ〕〜Ｖｆ１の範囲では、全てのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の駆動を停止し、脈流電圧ＶＭがＶｆ１〜ＶＦ１＋Ｖｆ２の範囲では、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１のみ発光させる。また脈流電圧ＶＭがＶｆ１＋Ｖｆ２〜ＶＦ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３の範囲では、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路を電流制御回路３Ｂで駆動して発光させ、脈流電圧ＶＭがＶｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３〜ＶＦ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３＋Ｖｆ４の範囲では、第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路を電流制御回路３Ｃで駆動して発光させる。また脈流電圧ＶＭがＶｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３＋ＶＦ４以上の範囲では、第１〜第４のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の直列回路を電流制御回路３Ｄで駆動して発光させる。なおこれら図２では、これら電流制御回路３Ａ〜３Ｄによる駆動電流を符号Ｉ１〜Ｉ４により示す。
【００３０】
これらによりＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を直列接続して、この直列回路におけるＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４の一端に接続された電流制御回路３Ａ〜３Ｄの駆動の制御により、脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えて、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を発光させる。
【００３１】
ところでこのようにしてＬＥＤ素子を駆動する場合、脈流電圧ＶＭが０〔Ｖ〕〜Ｖｆ１の範囲では、全てのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４が発光を停止する。従って全てのＬＥＤ素子が発光を停止する休止期間Ｔ１が周期的に発生することになる。またこの休止期間Ｔ１の前後では、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１のみ発光していることにより、最も発光に供する素子数が低下し、発光光量も小さいことになる。これにより脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合、フリッカが目立つようになる。
【００３２】
そこでこのＬＥＤ照明装置１では、図２（Ｂ）に示すように、休止期間Ｔ１の前後の、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１のみの駆動電流Ｉ１については、これに隣接する第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路に係る駆動電流Ｉ２に比して、電流値が大きくなるように設定する。なおこの設定は、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ及び又は分圧抵抗Ｒ８Ａ、Ｒ９Ａにより設定することができる。これに対して他の駆動電流である電流制御回路３Ｃ及び３Ｄの駆動電流Ｉ３及びＩ４については、第２の電流制御回路３Ｂの駆動電流Ｉ２と等しい電流値に設定する。
【００３３】
これによりＬＥＤ照明装置１では、休止期間Ｔ１における発光の停止、この休止期間Ｔ１の前後における光量の低下を目立たなくして、フリッカを目立たなくする。
【００３４】
この実施形態のＬＥＤ照明装置１では、駆動に供する脈流電圧ＶＭに応じた電流制御回路３Ａ〜３Ｄの切り替えにより駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えるようにして、最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ａの駆動電流Ｉ１を、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路３Ｂの駆動電流Ｉ２に比して、大きな電流値に設定することにより、商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合にあって、フリッカを目立たなくすることができる。
【００３５】
またこの電流制御回路３Ａ〜３Ｄの切り替えに係る制御回路６を、脈流電圧ＶＭと基準電圧Ｖ１〜Ｖ４との比較結果をそれぞれ出力する複数の比較回路７Ａ〜７Ｄと、この複数の比較回路７Ａ〜７Ｄの比較結果の論理演算処理により、脈流電圧ＶＭに応じて順次電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を選択的に立ち上げる制御信号を出力する複数の論理演算回路８Ａ〜８Ｄにより構成することにより、ディスクリート回路により制御回路を構成して商用電源を整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤ素子を直接駆動する場合に、フリッカを目立たなくすることができる。
【００３６】
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。このＬＥＤ照明装置１１において、図１について上述したＬＥＤ照明装置１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００３７】
このＬＥＤ照明装置１１は、第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を、電圧監視回路１４と、スイッチング回路１５とによる制御回路１６により制御し、脈流電圧ＶＭに応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り換えて、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ４を駆動する。
【００３８】
電圧監視回路１４は、第４の比較回路７Ｄが省略されている点、残りの比較回路７Ａ〜７Ｃに係る基準電圧の設定が異なる点を除いて、第１の実施形態に係る電圧監視回路４と同一に構成される。すなわち第１の比較回路７Ａは、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧より一定電圧以上高い場合に、比較結果を立ち下げる。また第２の比較回路７Ｂは、脈流電圧ＶＭが第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧より一定電圧以上高い場合に、比較結果を立ち下げる。また第３の比較回路７Ｃは、脈流電圧ＶＭが第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧より一定電圧以上高い場合に、比較結果を立ち下げる。
【００３９】
スイッチング回路１５は、これら電圧監視回路１４に設けられた比較回路７Ａ〜７Ｃの比較結果に基づいて、順次、電流制御回路３Ａ〜３Ｄの動作を立ち上げる。すなわちスイッチング回路１５において、第１〜第４の論理演算回路１８Ａ〜１８Ｃは、それぞれ論理演算回路である。第１の論理演算回路１８Ａは、制御データＤＣと第１〜第３の比較回路７Ａ〜７Ｃの比較出力とが立ち上がっている場合、出力端を立ち下げる。
【００４０】
第２の論理演算回路１８Ｂは、制御データＤＣと第２及び第３の比較回路７Ｂ及び７Ｃの比較出力とが立ち上がっている場合であって、かつ第１の比較回路７Ａの比較出力が立ち下がっている場合、出力端を立ち下げる。第３の論理演算回路１８Ｃは、制御データＤＣ及び第３の比較回路７Ｃの比較出力が立ち上がっている場合であって、かつ第１及び第２の比較回路７Ａ及び７Ｂの比較出力が立ち下がっている場合、出力端を立ち下げる。第４の論理演算回路１８Ｄは、制御データＤＣが立ち上がっている場合であって、かつ第１〜第３の比較回路７Ａ〜７Ｃの比較出力が立ち下がっている場合、出力端を立ち下げる。
【００４１】
これらによりスイッチング回路１５は、脈流電圧ＶＭが高くなるに従って、順次、論理演算回路１８Ａ〜１８Ｄの出力を選択的に立ち下げる。ＬＥＤ照明装置１１は、これら第１〜第４の論理演算回路１８Ａ〜１８Ｄの出力が、それぞれ第１〜第４の電流制御回路３Ａ〜３Ｄに入力される。
【００４２】
これによりこの第２実施形態のＬＥＤ照明装置１１は、第１実施形態のＬＥＤ照明装置１に比して簡易な構成により、第１実施形態のＬＥＤ照明装置と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
〔第３実施形態〕
図４は、本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。このＬＥＤ照明装置２１において、図１及び図３について上述したＬＥＤ照明装置１、１１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。このＬＥＤ照明装置２１は、３つのＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３が設けられる。ＬＥＤ照明装置２１は、脈流電圧ＶＭに応じてＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３を順次駆動することにより、脈流電圧ＶＭに応じて素子数を切り換えてＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３を駆動する。ＬＥＤ照明装置２１は、このＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の駆動を、ディジタル信号処理回路による制御回路２６により実行する。
【００４４】
すなわちＬＥＤ照明装置２１において、ＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３は、それぞれ負側出力端側が、ＦＥＴＱ１Ａ及び電流電圧変換抵抗ＲＳＡの直列回路、ＦＥＴＱ１Ｂ及び電流電圧変換抵抗ＲＳＢの直列回路、ＦＥＴＱ１Ｃ及び電流電圧変換抵抗ＲＳＣの直列回路を介して接地される。これによりＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３は、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧を介して、それぞれ駆動電流を検出できるように、さらにＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃの制御により駆動電流を制御できるように構成される。なおＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃは、それぞれゲート電荷引き抜き用のゲート抵抗Ｒ１０Ａ、Ｒ１０Ｂ、Ｒ１０Ｃを介してゲートが接地される。
【００４５】
制御回路２６は、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２により脈流電圧ＶＭを分圧して監視用の分圧電圧を生成する。制御回路２６は、入力抵抗Ｒ１１を介してこの監視用の分圧電圧をアナログディジタル変換回路（ＡＤ）２７に入力し、ここでアナログディジタル変換処理してコントローラ２８に出力する。また制御回路２６は、マルチプレクサ２９により電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧を選択してアナログディジタル（ＡＤ）３０に入力し、ここでアナログディジタル変換処理してコントローラ２８に入力する。また制御回路２６は、コントローラ２８から出力される制御データをディジタルアナログ（ＤＡ）３１に入力してアナログ信号による制御信号に変換し、マルチプレクサ３２よりこの制御信号をＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、又はＱ１Ｃに選択的に出力する。
【００４６】
制御回路２６において、タイミング制御回路３３は、コントローラ２８の制御によりマルチプレクサ２９、３２の動作を制御する。コントローラ２８は、所定の処理手順を実行するディジタル信号処理回路である。コントローラ２８は、この処理手順の実行により、アナログディジタル変換回路２７を介して監視用の分圧電圧を監視する。またこの監視により、脈流電圧ＶＭが第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧Ｖｆ１以上であって、かつ第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２より小さい場合、ディジタルアナログ変換回路３１より出力する制御信号を第１のＦＥＴＱ１Ａに出力するように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００４７】
またコントローラ２８は、脈流電圧ＶＭが、第１及び第２のＬＥＤストリングスＳＴＲ１及びＳＴＲ２の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２以上であって、かつ第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２＋Ｖｆ３より小さい場合、ディジタルアナログ変換回路３１より出力する制御信号を第２のＦＥＴＱ２Ｂに出力するように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００４８】
またコントローラ２８は、脈流電圧ＶＭが、第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３の直列回路の点灯に必要な電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２以上の場合、ディジタルアナログ変換回路３１より出力する制御信号を第３のＦＥＴＱ２Ｃに出力するように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００４９】
これに対して脈流電圧ＶＭが、第１のＬＥＤストリングスＳＴＲ１の点灯に必要な電圧Ｖｆ１より小さい場合、何れのＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃにも制御信号を出力しないように、タイミング制御回路３３を介してマルチプレクサ３２の動作を制御する。
【００５０】
しかしてＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃは、それぞれゲート抵抗Ｒ１０Ａ、Ｒ１０Ｂ、Ｒ１０Ｃによりゲートが接地されていることにより、何ら制御信号が入力されない場合、対応するＬＥＤストリングスＳＴＲ１、ＳＴＲ２、ＳＴＲ３からの駆動電流の流出を停止制御することになる。これに対してマルチプレクサ３２を介して制御信号が入力される場合には、この制御信号によるゲート電圧の設定に応じた駆動電流を第１〜第３のＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３から流出させることになる。
【００５１】
コントローラ２８は、このようにして脈流電圧ＶＭに応じて素子数を切り換えてＬＥＤストリングスＳＴＲ１〜ＳＴＲ３を駆動するようにして、マルチプレクサ３２の設定に対応するようにマルチプレクサ２９を設定し、これにより制御信号の供給による駆動電流を、対応する電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧により検出する。
【００５２】
コントローラ２８は、この端子電圧による駆動電流の監視により、駆動電流が目標の電流になるようにディジタルアナログ変換回路３１に出力する制御データを可変する。具体的に、目標電流をＩ１、Ｉ２、Ｉ３、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣの端子電圧をＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、利得係数をｋ１、ｋ２、ｋ３とおくと、ＶＧ１（ｎ）＝ＶＧ１（Ｎ−１）＋ｋ１（Ｉ１−ＶＳ１／ＲＳＡ）、ＶＧ２（ｎ）＝ＶＧ２（Ｎ−１）＋ｋ２（Ｉ２−ＶＳ２／ＲＳＢ）、ＶＧ３（ｎ）＝ＶＧ３（Ｎ−１）＋ｋ３（Ｉ３−ＶＳ３／ＲＳＣ）の演算処理により、順次、制御データＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３を更新し、これにより駆動電流が目標電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３になるようにディジタルアナログ変換回路３１に出力する制御データＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３を調整する。なおこれによりこのＬＥＤ照明装置２１では、駆動電流の制御に係る電流制御回路が、制御回路２６と、ＦＥＴＱ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ１Ｃ、ゲート抵抗Ｒ１０Ａ、Ｒ１０Ｂ、Ｒ１０Ｃ、電流電圧変換抵抗ＲＳＡ、ＲＳＢ、ＲＳＣとにより構成されることになる。
【００５３】
このようにして各駆動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を設定して、この実施の形態では、最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る駆動電流Ｉ１が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る駆動電流Ｉ２に比して、大きな電流値に設定される。また駆動電流Ｉ３は、駆動電流Ｉ２と同一に設定される。これによりこの実施形態でも、フリッカを目立たなくする。
【００５４】
この第３実施形態では、ディジタル信号処理回路により制御回路等を構成するようにしても、第１実施形態、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
〔第４実施形態〕
この実施形態に係るＬＥＤ照明装置は、光通信に適用され、この光通信に供する伝送用のデータが上述の制御データに代えて制御回路に入力される。これによりこの実施形態のＬＥＤ照明装置は、照明に供するＬＥＤ素子からの光を伝送用のデータにより変調して、この伝送用のデータを光通信により送出する。この実施形態のＬＥＤ照明装置は、この制御回路に入力されるデータが異なる点を除いて、上述のＬＥＤ照明装置１、１１、２１と同一に構成される。
【００５６】
この実施形態では、フリッカを目立たなくすることができることにより、光通信に適用して従来に比して安定に所望のデータを伝送することができる。
【００５７】
〔他の実施形態〕
本発明は上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００５８】
すなわち上述の実施形態では、最も駆動に供する素子数が少ない場合の駆動電流Ｉ１を、続いて駆動に供する素子数が少ない場合の駆動電流Ｉ２より増大させるようにして、他の駆動電流Ｉ３、Ｉ４をこの駆動電流Ｉ２と等しい電流に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の駆動電流Ｉ３、Ｉ４については、種々に設定することができる。すなわち照度が不足する場合には、この他の駆動電流Ｉ３、Ｉ４の双方又は１方を駆動電流Ｉ２より増大させ、照度を増大させるようにしてもよい。また光通信に適用してさらに一段と安定にデータ伝送する場合には、Ｉ４＞Ｉ３＞Ｉ２となるように設定して、光量の変動を低減させるようにしてもよい。
【００５９】
また上述の実施形態では、全波整流回路の負側出力端側に電流制御回路を配置して、ＬＥＤストリングスから流出する駆動電流を制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、全波整流回路の正側出力端側に電流制御回路を配置して、ＬＥＤストリングスに流入する駆動電流を制御してもよく、さらにはこれらを組合せて駆動電流を制御してもよい。
【００６０】
また上述の実施形態では、３つ又は４つのＬＥＤストリングスによりＬＥＤ照明装置を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２つのＬＥＤストリングスによりＬＥＤ照明装置を構成する場合、５つ以上のＬＥＤストリングスによりＬＥＤ照明装置を構成する場合等に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１、１１、２１ ＬＥＤ照明装置
２ 全波整流回路
３Ａ〜３Ｄ 電流制御回路
４、１４ 電圧監視回路
５、１５ スイッチング回路
６、１６、２６ 制御回路
７Ａ〜７Ｄ 比較回路
８Ａ〜８Ｄ、１８Ａ〜１８Ｄ 論理演算回路
９Ａ〜９Ｄ 演算増幅回路
２７、３０ アナログディジタル変換回路
２８ コントローラ
２９、３２ マルチプレクサ
３１ ディジタルアナログ変換回路
３３ タイミング制御回路
ＳＴＲ１〜ＳＴＲ４ ＬＥＤストリングス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を全波整流して脈流電圧を出力する整流回路と、
１個又は複数個のＬＥＤ素子を備えた複数のＬＥＤストリングスによる直列回路であって、前記整流回路の出力端の一端に一端を接続したＬＥＤストリングスの直列回路と、
前記ＬＥＤストリングスの直列回路における対応する前記ＬＥＤストリングスの一端にそれぞれ接続されて、前記整流回路の負側出力端に駆動電流を流出させ、又は前記整流回路の正側出力端から駆動電流を流入させる複数の電流制御回路と、
前記脈流電圧の監視により前記複数の電流制御回路の動作を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記脈流電圧に応じて、前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げることにより、前記脈流電圧に応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替え、
前記複数の電流制御回路は、
最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流に比して、大きな電流値に設定された
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記脈流電圧と基準電圧との比較結果をそれぞれ出力する複数の比較回路と、
前記複数の比較回路の比較結果の論理演算処理により、前記脈流電圧に応じて順次前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げる制御信号を出力する複数の論理演算回路とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１】
商用電源を全波整流して脈流電圧を出力する整流回路と、
１個又は複数個のＬＥＤ素子を備えた複数のＬＥＤストリングスによる直列回路であって、前記整流回路の出力端の一端に一端を接続したＬＥＤストリングスの直列回路と、
前記ＬＥＤストリングスの直列回路における対応する前記ＬＥＤストリングスの一端にそれぞれ接続されて、前記整流回路の負側出力端に駆動電流を流出させ、又は前記整流回路の正側出力端から駆動電流を流入させる複数の電流制御回路と、
前記脈流電圧の監視により前記複数の電流制御回路の動作を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記脈流電圧に応じて、前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げることにより、前記脈流電圧に応じて駆動に供するＬＥＤ素子数を切り替え、
前記複数の電流制御回路は、
最も素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流が、続いて素子数の少ないＬＥＤ素子の駆動に係る電流制御回路の駆動電流に比して、大きな電流値に設定された
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記脈流電圧と基準電圧との比較結果をそれぞれ出力する複数の比較回路と、
前記複数の比較回路の比較結果の論理演算処理により、前記脈流電圧に応じて順次前記複数の電流制御回路の動作を選択的に立ち上げる制御信号を出力する複数の論理演算回路とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３７８３７（Ｐ２０１３−３７８３７Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１６０５（Ｐ２０１１−１７１６０５）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度経済産業省、戦略的基盤技術高度化支援事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９９０３９７３１）株式会社タキオン (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度経済産業省、戦略的基盤技術高度化支援事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９９０３９７３１）株式会社タキオン (15)
【Ｆターム（参考）】
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