ＯＬＥＤ電光システム、ＯＬＥＤ電灯
【課題】本発明の課題は、１対のメタル線で色を調節できるような電光システムや電灯を提供することである。
【解決手段】本発明のＯＬＥＤ電光システムは、制御装置、ＯＬＥＤ電灯、１対以上のメタル線を有する。制御装置は、複数のＯＬＥＤを制御するために、1対のメタル線に制御信号を送出する。ＯＬＥＤ電灯は、複数のＯＬＥＤと、1対のメタル線から制御信号を受け取る入力部と、制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、ＯＬＥＤ用と変換部用の電力を生成する電源部とを有する。メタル線は、制御装置とＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、制御信号と給電用の電力を送る。
【解決手段】本発明のＯＬＥＤ電光システムは、制御装置、ＯＬＥＤ電灯、１対以上のメタル線を有する。制御装置は、複数のＯＬＥＤを制御するために、1対のメタル線に制御信号を送出する。ＯＬＥＤ電灯は、複数のＯＬＥＤと、1対のメタル線から制御信号を受け取る入力部と、制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、ＯＬＥＤ用と変換部用の電力を生成する電源部とを有する。メタル線は、制御装置とＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、制御信号と給電用の電力を送る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有し、照明用又は競技場用の電光設備として使用されるＯＬＥＤ電光システム、ＯＬＥＤ電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステージの照明などでは、白色の電球の前にフィルタを付け、各電球の明るさを調整することでいろいろな色を表現している。図１は、従来の照明システムの機能構成例である。照明システム９００は、ＤＭＸ調光卓９１０、電球９２０ｎ（ただし、ｎは１〜３Ｎの整数）、各電球９２０ｎに電力を供給するための1対のメタル線９３０ｎ、各電球９２０ｎの色を決定するフィルタ９２５ｎを備えている。ＤＭＸ調光卓９１０は、メタル線９３０ｎごとに供給する電力を調整することで、電球９２０ｎごとの明るさを調整する。このような従来の照明システムでは、電球に赤緑青の３色のフィルタを取り付け、３個の電球を１組とし、各電球の明るさを調整することでいろいろな色を表現していた。
【０００３】
最近では、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた電灯を電球９２０の代わりに用いる方法もある。この場合には、１つの電灯には赤のＬＥＤ、１つの電灯には緑のＬＥＤ、１つの電灯には青のＬＥＤを入れ、電球９２０の代わりとしている。したがって、フィルタ９２５は不要である。また、このＬＥＤの明るさを調整する方法として、パルス信号を用いる方法なども提案されている（特許文献１）。また、現場での電灯設置時に色の調整ができるように、電灯に可変抵抗を付加した方法もある（特許文献２）。しかし、いずれの場合も、実際に照明システムを動作させるときには、１つの電灯の色は一定であり、色の異なる３つの電灯の明るさを組み合わせることで色を変化させている。つまり、３個の電球とフィルタの組み合わせを、３個のＬＥＤを用いた電灯の組み合わせに変えただけで、色の異なる３個の電灯で色や明るさを表現する思想には変わりがなかった。したがって、照明システムの電灯の数を少なくすることはできていない。
【０００４】
また、１つでフルカラーを表現できる競技場用の電光掲示板の電灯（パネルディスプレイ）もある。この電灯には、例えばＬＥＤが２５６個（１６個×１６個）備えられており、制御用の端子が３０本以上ある。したがって、このような電灯の背面は、膨大な量のメタル線が張り巡らされており、配線の簡素化が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−２３１４７０号公報
【特許文献２】特開２００５−２２２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、照明システムの電灯の数を少なくするために、１つの電灯の色と明るさを変化させるシステムや電灯を提供することである。また、フルカラーの電灯を少ない本数のメタル線（できれば１対のメタル線）で制御することである。さらに、既に多くの照明システムや電光掲示板が設置されているので、既存の設備をできるだけ利用できるシステムや電灯とすることである。
図１で説明したように、既存の設備は、１つの電灯には１対のメタル線がつながれ、１つの電灯の明るさを調整している。したがって、現在は３対のメタル線で供給する電力を調整することで色を調整している。これは、特許文献１や特許文献２の技術を用いても同じである。しかし、本発明の目的を達成するには、１対のメタル線で色を調整する必要がある。
【０００６】
したがって、本発明では、１対のメタル線で色を調節できるような電光システムや電灯を提供することが、具体的な課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を用いたＯＬＥＤ電光システムとＯＬＥＤ電灯に関し、照明用又は競技場用の電光設備として使用される。なお、ＯＬＥＤには、一般的な発光ダイオード（ＬＥＤ）は含まれる。
本発明のＯＬＥＤ電光システムは、制御装置、ＯＬＥＤ電灯、１対以上のメタル線を有する。制御装置は、複数のＯＬＥＤを制御するために、1対のメタル線に制御信号を送出する。ＯＬＥＤ電灯は、複数のＯＬＥＤと、1対のメタル線から制御信号を受け取る入力部と、制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、ＯＬＥＤ用と変換部用の電力を生成する電源部とを有する。メタル線は、制御装置とＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、制御信号と給電用の電力を送る。
【０００８】
また、個別制御信号が時間多重方式によって多重化された制御信号を用いてもよい。そして、制御信号中のＯＬＥＤを点灯させる信号も消灯させる信号も、立ち上がり又は立下りのいずれかのタイミングを同じにしてもよい。
また、制御装置が、メタル線に給電用の電力も重畳してもよい。この場合は、ＯＬＥＤ電灯が、制御信号と電力とを分離する信号・電力分離部を備え、電源部は前記信号・電力分離部から分離された電力からＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成すればよい。
ＯＬＥＤ電灯の色と明るさは、各ＯＬＥＤの明るさを発光時間で調整する方法、各ＯＬＥＤと直列に接続された抵抗を変更する方法、発光させるＯＬＥＤの数を調整する方法などにより変更すればよい。
【０００９】
さらに、１対のメタル線で複数のＯＬＥＤ電灯を制御する場合は、制御信号に複数のＯＬＥＤ電灯を制御する信号を時間多重する。そして、ＯＬＥＤ電灯に、制御信号から当該ＯＬＥＤ電灯を制御するための信号を取り出す位置決回路を備えればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＯＬＥＤ発光システムやＯＬＥＤ電灯によれば、ＯＬＥＤ電灯内の２つ以上のＯＬＥＤのグループごとに制御する個別制御信号の情報を、１対のメタル線に多重化して伝えるので、１対のメタル線でＯＬＥＤ電灯ごとの色と明るさを制御できる。また、既存の設備を流用できる。制御信号中の点灯の信号も消灯の信号も、立ち上がりまたは立下りのいずれかのタイミングを同じにすることで、ＯＬＥＤ電灯内の回路構成を簡単にできる。さらに、ＯＬＥＤ電灯に位置決回路を備えることで、１対のメタル線で、複数のＯＬＥＤ電灯の制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［第１実施形態］
図２に、第１実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す。ＯＬＥＤ発光システムは１００、制御装置１１０、Ｎ個のＯＬＥＤ電灯１２００ｎ（ｎは１〜Ｎの整数）、Ｎ対のメタル線１３０ｎを有する。ここで、「Ｎ対のメタル線」とは、２本一組のメタル線が２Ｎ本（Ｎ組）という意味だけでなく、１本のメタル線を共通のアース線とし、Ｎ本のメタル線をＮ個の信号用に用いたような、Ｎ＋１本から構成される場合も含まれる。物理的な構成についても、フラットケーブルの場合、ツイストペアケーブルの場合、同軸ケーブルの場合などを含み、これらに限定されるものではない。図３に、既存のシステムを流用した場合のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す。このＯＬＥＤ発光システム２００では、制御装置１１０の代わりに、既存のＤＭＸ調光卓９１０と変換・制御装置２１０を有する。変換・制御装置２１０は、ＤＭＸ調光卓９１０からの出力を、ＯＬＥＤ電灯１２００用に変換する機能を有する。制御装置１１０または変換・制御装置２１０からは、制御信号と電力とが重畳されてメタル線に出力される。なお、制御信号には、ＯＬＥＤ電灯１２００内の複数のＯＬＥＤのグループごとに明るさを制御する信号（個別制御信号）が時間多重されている。
【００１２】
図４に、ＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す。ＯＬＥＤ電灯１２００は、Ｍ個のＯＬＥＤ１２５０ｍ（ｍは１〜Ｍの整数）、入力部１２１０、信号・電力分離部１２２０、変換部１２３０、電源部１２４０から構成される。入力部１２１０は、1対のメタル線からＯＬＥＤを制御する制御信号と電力とを受け取る。入力部１２１０は、具体的には電球やパネルディスプレイ用のソケットなどであって、既存の照明装置の電球と同じソケットを用いることで、既存設備に取り付けることができる。信号・電力分離部１２２０は、制御信号と電力とを分離する。変換部１２３０は、制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する。電源部１２４０は、信号・電力分離部から出力される電力から、ＯＬＥＤ用と変換部用の電力を生成し、供給する。
【００１３】
本実施形態では、制御信号と給電用の電力を重畳した場合を示しているが、電力を制御信号とは別に電源部に供給してもよい。この場合は、制御装置１１０または変換・制御装置２１０からは制御信号のみがメタル線に出力される。また、信号・電力分離部１２２０は不要である。
図５に、３つのＯＬＥＤのグループを有するＯＬＥＤ電灯の具体例を示す。ＯＬＥＤ１２５０１は、複数個の青色ＯＬＥＤが直列に接続されている。ＯＬＥＤ１２５０２は、複数個の緑色ＯＬＥＤが直列に接続されている。ＯＬＥＤ１２５０３は、複数個の赤色ＯＬＥＤが直列に接続されている。入力部１２１０は、ソケットなどである。既存の照明システムに取り付けられるソケットにすれば、既存の設備（電灯を取り付ける台やメタル線など）を利用できる。信号・電力分離部１２２０は、ハイパスフィルタやフォトカプラを用いて、制御信号を電力（直流や、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの交流）から取り出せばよい。また、電力は、直流４８Ｖの場合や交流１００Ｖの場合が多いが、これに限らなくてもよい。電源部１２４０は、変換部１２３０の電子回路用の電圧（直流５Ｖが多いがこれに限られない）とＯＬＥＤ１２５０を発光させるための電圧（直流１２Ｖが多いがこれに限られない）とを供給する電源である。
【００１４】
変換部１２３０は、Ｄラッチ１２３１−１〜３（ＩＣ１〜ＩＣ３）、Ｄラッチ１２３５−１〜３（ＩＣ４〜ＩＣ６）、ＰＬＬ同期回路１２３７、ドライバ回路１２３８Ｂ、１２３８Ｇ、１２３８Ｒ、抵抗１２３９Ｂ、１２３９Ｇ、１２３９Ｒから構成されている。ＰＬＬ同期回路１２３７は、Ｄラッチを動作させるクロック１、クロック２を生成する回路である。図５では、ＰＬＬ同期回路を示しているが、水晶を用いた同期回路などでもよい。
図６に、制御装置１１０または変換・制御装置２１０からの制御信号の具体例を示す。図６には、すべてのＯＬＥＤを消灯させる信号とすべてのＯＬＥＤを点灯させる信号が示されている。そして、図６Ａには、立ち上がりのタイミングが、どちらの信号でも一致する場合が示されている。図６Ｂには、立下りのタイミングが、どちらの信号でも一致する場合が示されている。図６Ａの信号は、消灯の信号も点灯の信号も同じタイミングで立ち上がるが、消灯の信号の方が早く立ち下がる（点灯の方が、立ち下がるタイミングが遅い）。図６Ｂの信号は、消灯の信号も点灯の信号も同じタイミングで立ち下がるが、消灯の信号の方が早く立ち上がる（点灯の方が、立ち上がるタイミングが遅い）。
【００１５】
図７に、立ち上がりのタイミングが一致する信号（図６Ａの信号）が、入力された場合のＯＬＥＤ電灯１２００の動作を示す。図５のＰＬＬ同期回路は、制御信号の立ち上がりのタイミングを利用して、クロック１とクロック２とを生成する。クロック１の立ち上がりは、制御信号が消灯させる信号の時にはＬ（Ｌｏｗ）状態、点灯させる信号の時にはＨ（Ｈｉｇｈ）状態となるタイミングである。クロック２は、クロック１が３回に対して１回である。また、クロック２の立ち上がりは、３回目のクロック１の立ち上がりによるＤラッチ１２３１−１〜３（ＩＣ１〜ＩＣ３）の動作が安定したタイミングである。
【００１６】
図７に示すような制御信号が、ＯＬＥＤ電灯１２００に入力された場合、制御信号は、信号・電力分離部１２２０で取り出され、変換部１２３０に入力される。変換部１２３０に入力された制御信号は、ＰＬＬ同期回路１２３７とＤラッチ１２３１−１（ＩＣ１）に入力される。ＰＬＬ同期回路１２３７は、クロック１とクロック２とを生成する。
クロック１の１回目の立ち上がりのタイミングで、Ｄラッチ１２３−１は、制御信号の状態（赤色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−２とＤラッチ１２３５−１に入力される。
【００１７】
クロック１の２回目の立ち上がりのタイミングで、Ｄラッチ１２３１−２は、Ｄラッチ１２３−１からの入力（赤色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−３とＤラッチ１２３５−２に入力される。また、Ｄラッチ１２３１−１は、制御信号の状態（緑色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−２とＤラッチ１２３５−１に入力される。
クロック１の３回目の立ち上がりのタイミングで、Ｄラッチ１２３１−３は、Ｄラッチ１２３１−２からの入力（赤色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３５−３に入力される。Ｄラッチ１２３１−２は、Ｄラッチ１２３１−１からの入力（緑色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−３とＤラッチ１２３５−２に入力される。Ｄラッチ１２３１−１は、制御信号の状態（青色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−２とＤラッチ１２３５−１に入力される。
【００１８】
このように、３回のクロック１の立ち上がりによって、赤色ＯＬＥＤに対する信号はＤラッチ１２３５−３（ＩＣ６）に、緑色ＯＬＥＤに対する信号はＤラッチ１２３５−２（ＩＣ５）に、青色ＯＬＥＤに対する信号はＤラッチ１２３５−１（ＩＣ４）に入力された状態となる。つまり、消灯の信号の場合はＬ（Ｌｏｗ）状態が入力され、点灯の信号の場合はＨ（Ｈｉｇｈ）状態が入力されている。
Ｄラッチ１２３１−１〜３（ＩＣ１〜ＩＣ３）の動作が安定するタイミングで、クロック２が立ち上がると、Ｄラッチ１２３５−１〜３（ＩＣ４〜ＩＣ６）は、入力された状態をラッチし、ドライバ回路１２３８Ｂ、１２３８Ｇ、１２３８Ｒに出力する。Ｄラッチ１２３５−３からの出力がＨならば、ドライバ回路１２３８Ｒの出力はＬとなるので、ＯＬＥＤ１２５０３と抵抗１２３９Ｒとの間には１２Ｖの電圧が印加され、赤色ＯＬＥＤに電流が流れる。Ｄラッチ１２３５−３からの出力がＬならば、ドライバ回路１２３８Ｒの出力はＨとなるので、ＯＬＥＤ１２５０３と抵抗１２３９Ｒとの間には電圧が印加されず、赤色ＯＬＥＤには電流が流れない。また、他のＯＬＥＤ１２５０１、１２５０２も同じように駆動される。
【００１９】
このように動作するので、赤色ＯＬＥＤへの信号、緑色ＯＬＥＤへの信号、青色ＯＬＥＤへの信号を順番に並べた制御信号（時間多重された制御信号）で、３つのＯＬＥＤのグループを独立に制御できる。また、通信用のＬＳＩを用いることなく、単純な電子回路のみで制御できる。
図８は、ＯＬＥＤの明るさを、発光する時間で制御する方法を示す図である。すべての信号を消灯の信号とすれば、ＯＬＥＤが消えた状態である。すべての信号を点灯の信号とすれば、最も明るい状態である。ＯＬＥＤへの信号をＴ回に１回の割合で点灯とすれば、最も明るい状態の１／Ｔの明るさとなる。またＴ回に２回の割合で点灯とすれば、最も明るい状態の２／Ｔの明るさにできる。
【００２０】
さらに、本発明の制御信号の特徴を説明する。この制御信号では、図７に示したように制御信号の立ち上がりを利用してクロックを生成しているので、制御信号の周波数の何倍ものクロックを使う必要がない。また、制御信号の先頭が分かれば制御できるので、制御信号に付加しなければならないビットは、ヘッダーの１ビットだけである。したがって、制御信号のビットレートを高くできると共に、ビット列中の各ＯＬＥＤを制御するビットの割合も高くしやすい。したがって、ＯＬＥＤの明るさの階調（図８の場合の階調はＴ）を多くすることができる。もしくは、ＯＬＥＤの状態の変更頻度を高くできる。例えば、１組のＲＧＢが２５６階調（８ビット）で、１秒間に６０回状態を変えるとすると、
３（ＲＢＧ）×８（ビット）×６０（回／秒）＝１４４０（ビット／秒）
となり、１４４０ビット／秒のビットレートが必要である。本発明の制御信号であれば、付加しなければならないビットが少ないので、メタル線内を伝わるビットレートもほぼ同じでよい。
【００２１】
このような構造と動作なので、ＯＬＥＤ電灯内の２つ以上のＯＬＥＤのグループごとに制御する個別制御信号の情報を、１対のメタル線に多重化して伝えることができ、１対のメタル線でＯＬＥＤ電灯ごとの色と明るさを制御できる。また、既存の設備を流用できる。制御信号中の点灯の信号も消灯の信号も、立ち上がりまたは立下りのいずれかのタイミングを同じにすることで、ＯＬＥＤ電灯内の回路構成を簡単にできる。
【００２２】
［変形例１］
図９に、ＯＬＥＤの明るさを、抵抗の選択によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す。ＯＬＥＤ電灯２２００の変換部２２３０は、３Ｍ個のＤラッチ２２３１−１〜３Ｍ（ＩＣ１〜ＩＣ３Ｍ）、ラッチ回路２２３５、３Ｍ個のドライバ回路２２３８Ｂ１、２２３８Ｇ１、２２３８Ｒ１、…、２２３８ＲＭ、３Ｍ個の抵抗２２３９Ｂ１、２２３９Ｇ１、２２３９Ｒ１、…、２２３９ＲＭから構成される。図９のＯＬＥＤ電灯では、ＰＬＬ同期回路１２３７は、３Ｍ個のクロック１に対して、１個のクロック２を生成する。図７で説明した方法と同じ方法で、３Ｍ個のクロック１によって、制御信号の３Ｍ個の信号（パルス）の情報が、３Ｍ個のＤラッチ２２３１−１〜３Ｍ（ＩＣ１〜ＩＣ３Ｍ）の出力に反映される。そして、クロック２によって、ラッチ回路２２３５は、各Ｄラッチ２２３１−１〜３Ｍの状態を保持する。例えば、ラッチ回路２２３５からの出力がＨの抵抗２２３９Ｂ１〜Ｍのいくつかが、ＯＬＥＤ１２５０１に直列に接続される。印加されている電圧は一定（例えば１２Ｖ）なので、どの抵抗が接続された状態になるかで、ＯＬＥＤに流れる電流を調整できる。したがって、抵抗を選択することで、ＯＬＥＤの明るさを調整できる。
このような構成と動作にすることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
［変形例２］
図１０に、ＯＬＥＤ電灯の明るさを、点灯するＯＬＥＤの数によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す。ＯＬＥＤ電灯３２００は、Ｍ個の赤色ＯＬＥＤ３２５０Ｒ１〜３２５０ＲＭ、Ｍ個の緑色ＯＬＥＤ３２５０Ｇ１〜３２５０ＧＭ、Ｍ個の青色ＯＬＥＤ３２５０Ｂ１〜３２５０ＢＭを有している。各ＯＬＥＤ３２５０Ｒ１〜３２５０ＲＭを構成するＯＬＥＤの数（直列に接続されているＯＬＥＤの数）は、同じでも異なっていてもよい。
【００２４】
本変形例でも、変形例１と同じように、ＰＬＬ同期回路１２３７は、３Ｍ個のクロック１に対して、１個のクロック２を生成する。そして、３Ｍ個のクロック１によって、制御信号の３Ｍ個の信号（パルス）の情報が、３Ｍ個のＤラッチ２２３１−１〜３Ｍ（ＩＣ１〜ＩＣ３Ｍ）の出力に反映される。クロック２によって、ラッチ回路２２３５は、各Ｄラッチ２２３１−１〜３Ｍの状態を保持する。ラッチ回路２２３５の出力がＨの場合には、ＯＬＥＤに電流が流れるので、ラッチ回路２２３５の出力によって、電流を流すＯＬＥＤの数を制御でき、ＯＬＥＤ電灯の明るさの制御が可能である。
このような構成と動作にすることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
［第２実施形態］
図１１に、第２実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す。ＯＬＥＤ発光システム５００は、制御装置５１０、Ｋ×Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００ｋ−ｎ（ｋは１〜Ｋの整数、ｎは１〜Ｎの整数）、Ｋ対のメタル線５３０ｋを有する。Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００１−ｎは、同じ１対のメタル線５３０１に接続されている。制御装置５１０からは、メタル線５３０１に、Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００１−ｎへの制御信号が時間多重されて送信される。例えば、最初の３つの信号（パルス）はＯＬＥＤ電灯５２００１−１への信号、次の３つの信号（パルス）はＯＬＥＤ電灯５２００１−２への信号、３Ｎ−２番目から３Ｎ番目の信号（パルス）はＯＬＥＤ電灯５２００１−Ｎへの信号のように多重化し、繰り返せばよい。
【００２６】
図１２に、ＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す。図４のＯＬＥＤ電灯１２００との違いは、変換部５２３０が位置決回路５２３６を有していることである。位置決回路５２３６は、ＯＬＥＤ電灯５２００が取り付けられる位置（何番目の信号で制御されるのか）に従って、制御信号からそのＯＬＥＤ電灯用の信号を取り出す。
図１３に、ＯＬＥＤ電灯の具体的な機能構成例を示す。位置決回路５２３６は、ゲート回路などによって、そのＯＬＥＤ電灯用の信号のタイミングだけ信号が通過するようにすればよい。また、タイミングの設定は、ＯＬＥＤ電灯５２００をＯＬＥＤ発光システム５００に取り付けるときに行えばよい。さらに、ＰＬＬ同期回路１２３７は、３Ｎ個のクロック１に対して１個のクロック２を生成する。このように、位置決回路５２３６は、所定の信号（パルス）のみを通過させるので、クロック１が通過したタイミングの制御信号をＤラッチ１２３１−１〜３が保持する。したがって、Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００への制御信号を多重化しても、各ＯＬＥＤ電灯を独立に制御できる。
【００２７】
また、本発明の制御信号であれば、第１実施形態で示したように、ビットレートを高くしやすい。例えば、１００個のＯＬＥＤ電灯が２５６階調（８ビット）で、１秒間に６０回状態を変えるとすると、
１００（個）×３（ＲＢＧ）×８（ビット）×６０（回／秒）＝１４４０００（ビット／秒）
となる。ＯＬＥＤ電灯の数を増やしたり、階調を高くしたり、状態の変更頻度を高くすれば、より高いビットレートが求められる。このような場合に本発明の制御方法は適しており、周りのノイズなどにもよるが、数Ｍビット／秒〜数１０Ｍビット／秒まで対応できる。
【００２８】
このような構成と動作なので、ＯＬＥＤ電灯内の２つ以上のＯＬＥＤのグループごとに制御する個別制御信号の情報を、１対のメタル線に多重化して伝え、１対のメタル線でＯＬＥＤ電灯ごとの色と明るさを制御できる。さらに、１対のメタル線で、複数のＯＬＥＤ電灯の制御が可能となる。したがって、競技場用の電光掲示板のように、電灯（パネルディスプレイ）が多数ある場合に、少ない本数のメタル線で配線することができ、配線の簡素化が実現できる。
【００２９】
［第３実施形態］
図１４に、図３中のＤＭＸ変換・制御装置の機能構成例を示す。なお、図３は、既存のシステムを流用した場合のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図である。ＤＭＸ変換・制御装置２１０は、Ａ−ＤコンバータまたはＤ−Ｄコンバータ２１１、ミキシング回路２１２、重畳回路２１３、ＡＣ−ＤＣ電源回路２１４から構成されている。ＤＭＸ変換・制御装置２１０への入力は、既存のＤＭＸ調光卓９１０からの出力である。Ａ−ＤコンバータまたはＤ−Ｄコンバータ２１１は、ＤＭＸ調光卓９１０からの出力が送出されるメタル線９３０ｎ（ｎ＝１〜３Ｎ）と接続されている。既存のＤＭＸ調光卓９１０には、いろいろな種類がある。例えば、出力が交流１００Ｖや２００Ｖの場合もあるし、直流の場合もある。また、既存のＤＭＸ調光卓９１０には、アナログ的に電灯を制御するものや、デジタル的に電灯を制御するものがあり。アナログ的に電灯を制御する方法の例としては、電灯への印加電圧を変化させ、電灯の明るさを調整する方法がある。デジタル的に電灯を制御する方法の例としては、電圧を印加する時間と印加しない時間の割合を調整することで、電灯の明るさを制御する方法がある。これらの方法は、既存のＤＭＸ調光卓９１０の例であり、電灯を制御する方法にはいろいろある。Ａ−ＤコンバータまたはＤ−Ｄコンバータ２１１は、既存のＤＭＸ調光卓９１０の信号を、ミキシング回路２１２の入力インターフェースに適合するように変換する。
【００３０】
ミキシング回路２１２は、電灯ごとまたは複数の電灯用のＲ、Ｇ、Ｂの信号を時間多重した制御信号を生成する。この制御信号は、図６に示すように、立ち上がりまたは立下りが、点灯の場合も消灯の場合も同じタイミングである。ＡＣ−ＤＣ電源回路２１４は、商用電源からＤＭＸ変換・制御装置２１０の各構成部を駆動させる電力と電灯を点灯させるための電力を生成する。重畳回路２１３は、ミキシング回路２１２からの制御信号と、ＡＣ−ＤＣ電源回路２１４からの電力を重畳し、メタル線１３０ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に出力する。なお、電灯への電力を別のメタル線で供給する場合には、重畳回路は不要である。また、ＡＣ−ＤＣ電源装置は、電灯用の電力を生成する必要はない。
【００３１】
ＤＭＸ変換・制御装置２１０は、このような構成なので、既存のシステムを流用してＯＬＥＤ発光システムを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の照明システムの機能構成例を示す図。
【図２】第１実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図。
【図３】既存のシステムを流用した場合のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図。
【図４】第１実施形態のＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す図。
【図５】３つのＯＬＥＤのグループを有するＯＬＥＤ電灯の具体例を示す図。
【図６】制御装置または変換・制御装置からの制御信号の具体例を示す図。
【図７】立ち上がりのタイミングが一致する信号が、入力された場合のＯＬＥＤ電灯の動作を示す図。
【図８】ＯＬＥＤの明るさを、発光する時間で制御する方法を示す図。
【図９】ＯＬＥＤの明るさを、抵抗の選択によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す図。
【図１０】ＯＬＥＤ電灯の明るさを、点灯するＯＬＥＤの数によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す図。
【図１１】第２実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図。
【図１２】第２実施形態のＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す図。
【図１３】第２実施形態のＯＬＥＤ電灯の具体的な機能構成例を示す図。
【図１４】ＤＭＸ変換・制御装置の機能構成例を示す図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有し、照明用又は競技場用の電光設備として使用されるＯＬＥＤ電光システム、ＯＬＥＤ電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステージの照明などでは、白色の電球の前にフィルタを付け、各電球の明るさを調整することでいろいろな色を表現している。図１は、従来の照明システムの機能構成例である。照明システム９００は、ＤＭＸ調光卓９１０、電球９２０ｎ（ただし、ｎは１〜３Ｎの整数）、各電球９２０ｎに電力を供給するための1対のメタル線９３０ｎ、各電球９２０ｎの色を決定するフィルタ９２５ｎを備えている。ＤＭＸ調光卓９１０は、メタル線９３０ｎごとに供給する電力を調整することで、電球９２０ｎごとの明るさを調整する。このような従来の照明システムでは、電球に赤緑青の３色のフィルタを取り付け、３個の電球を１組とし、各電球の明るさを調整することでいろいろな色を表現していた。
【０００３】
最近では、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた電灯を電球９２０の代わりに用いる方法もある。この場合には、１つの電灯には赤のＬＥＤ、１つの電灯には緑のＬＥＤ、１つの電灯には青のＬＥＤを入れ、電球９２０の代わりとしている。したがって、フィルタ９２５は不要である。また、このＬＥＤの明るさを調整する方法として、パルス信号を用いる方法なども提案されている（特許文献１）。また、現場での電灯設置時に色の調整ができるように、電灯に可変抵抗を付加した方法もある（特許文献２）。しかし、いずれの場合も、実際に照明システムを動作させるときには、１つの電灯の色は一定であり、色の異なる３つの電灯の明るさを組み合わせることで色を変化させている。つまり、３個の電球とフィルタの組み合わせを、３個のＬＥＤを用いた電灯の組み合わせに変えただけで、色の異なる３個の電灯で色や明るさを表現する思想には変わりがなかった。したがって、照明システムの電灯の数を少なくすることはできていない。
【０００４】
また、１つでフルカラーを表現できる競技場用の電光掲示板の電灯（パネルディスプレイ）もある。この電灯には、例えばＬＥＤが２５６個（１６個×１６個）備えられており、制御用の端子が３０本以上ある。したがって、このような電灯の背面は、膨大な量のメタル線が張り巡らされており、配線の簡素化が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−２３１４７０号公報
【特許文献２】特開２００５−２２２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、照明システムの電灯の数を少なくするために、１つの電灯の色と明るさを変化させるシステムや電灯を提供することである。また、フルカラーの電灯を少ない本数のメタル線（できれば１対のメタル線）で制御することである。さらに、既に多くの照明システムや電光掲示板が設置されているので、既存の設備をできるだけ利用できるシステムや電灯とすることである。
図１で説明したように、既存の設備は、１つの電灯には１対のメタル線がつながれ、１つの電灯の明るさを調整している。したがって、現在は３対のメタル線で供給する電力を調整することで色を調整している。これは、特許文献１や特許文献２の技術を用いても同じである。しかし、本発明の目的を達成するには、１対のメタル線で色を調整する必要がある。
【０００６】
したがって、本発明では、１対のメタル線で色を調節できるような電光システムや電灯を提供することが、具体的な課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を用いたＯＬＥＤ電光システムとＯＬＥＤ電灯に関し、照明用又は競技場用の電光設備として使用される。なお、ＯＬＥＤには、一般的な発光ダイオード（ＬＥＤ）は含まれる。
本発明のＯＬＥＤ電光システムは、制御装置、ＯＬＥＤ電灯、１対以上のメタル線を有する。制御装置は、複数のＯＬＥＤを制御するために、1対のメタル線に制御信号を送出する。ＯＬＥＤ電灯は、複数のＯＬＥＤと、1対のメタル線から制御信号を受け取る入力部と、制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、ＯＬＥＤ用と変換部用の電力を生成する電源部とを有する。メタル線は、制御装置とＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、制御信号と給電用の電力を送る。
【０００８】
また、個別制御信号が時間多重方式によって多重化された制御信号を用いてもよい。そして、制御信号中のＯＬＥＤを点灯させる信号も消灯させる信号も、立ち上がり又は立下りのいずれかのタイミングを同じにしてもよい。
また、制御装置が、メタル線に給電用の電力も重畳してもよい。この場合は、ＯＬＥＤ電灯が、制御信号と電力とを分離する信号・電力分離部を備え、電源部は前記信号・電力分離部から分離された電力からＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成すればよい。
ＯＬＥＤ電灯の色と明るさは、各ＯＬＥＤの明るさを発光時間で調整する方法、各ＯＬＥＤと直列に接続された抵抗を変更する方法、発光させるＯＬＥＤの数を調整する方法などにより変更すればよい。
【０００９】
さらに、１対のメタル線で複数のＯＬＥＤ電灯を制御する場合は、制御信号に複数のＯＬＥＤ電灯を制御する信号を時間多重する。そして、ＯＬＥＤ電灯に、制御信号から当該ＯＬＥＤ電灯を制御するための信号を取り出す位置決回路を備えればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＯＬＥＤ発光システムやＯＬＥＤ電灯によれば、ＯＬＥＤ電灯内の２つ以上のＯＬＥＤのグループごとに制御する個別制御信号の情報を、１対のメタル線に多重化して伝えるので、１対のメタル線でＯＬＥＤ電灯ごとの色と明るさを制御できる。また、既存の設備を流用できる。制御信号中の点灯の信号も消灯の信号も、立ち上がりまたは立下りのいずれかのタイミングを同じにすることで、ＯＬＥＤ電灯内の回路構成を簡単にできる。さらに、ＯＬＥＤ電灯に位置決回路を備えることで、１対のメタル線で、複数のＯＬＥＤ電灯の制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［第１実施形態］
図２に、第１実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す。ＯＬＥＤ発光システムは１００、制御装置１１０、Ｎ個のＯＬＥＤ電灯１２００ｎ（ｎは１〜Ｎの整数）、Ｎ対のメタル線１３０ｎを有する。ここで、「Ｎ対のメタル線」とは、２本一組のメタル線が２Ｎ本（Ｎ組）という意味だけでなく、１本のメタル線を共通のアース線とし、Ｎ本のメタル線をＮ個の信号用に用いたような、Ｎ＋１本から構成される場合も含まれる。物理的な構成についても、フラットケーブルの場合、ツイストペアケーブルの場合、同軸ケーブルの場合などを含み、これらに限定されるものではない。図３に、既存のシステムを流用した場合のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す。このＯＬＥＤ発光システム２００では、制御装置１１０の代わりに、既存のＤＭＸ調光卓９１０と変換・制御装置２１０を有する。変換・制御装置２１０は、ＤＭＸ調光卓９１０からの出力を、ＯＬＥＤ電灯１２００用に変換する機能を有する。制御装置１１０または変換・制御装置２１０からは、制御信号と電力とが重畳されてメタル線に出力される。なお、制御信号には、ＯＬＥＤ電灯１２００内の複数のＯＬＥＤのグループごとに明るさを制御する信号（個別制御信号）が時間多重されている。
【００１２】
図４に、ＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す。ＯＬＥＤ電灯１２００は、Ｍ個のＯＬＥＤ１２５０ｍ（ｍは１〜Ｍの整数）、入力部１２１０、信号・電力分離部１２２０、変換部１２３０、電源部１２４０から構成される。入力部１２１０は、1対のメタル線からＯＬＥＤを制御する制御信号と電力とを受け取る。入力部１２１０は、具体的には電球やパネルディスプレイ用のソケットなどであって、既存の照明装置の電球と同じソケットを用いることで、既存設備に取り付けることができる。信号・電力分離部１２２０は、制御信号と電力とを分離する。変換部１２３０は、制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する。電源部１２４０は、信号・電力分離部から出力される電力から、ＯＬＥＤ用と変換部用の電力を生成し、供給する。
【００１３】
本実施形態では、制御信号と給電用の電力を重畳した場合を示しているが、電力を制御信号とは別に電源部に供給してもよい。この場合は、制御装置１１０または変換・制御装置２１０からは制御信号のみがメタル線に出力される。また、信号・電力分離部１２２０は不要である。
図５に、３つのＯＬＥＤのグループを有するＯＬＥＤ電灯の具体例を示す。ＯＬＥＤ１２５０１は、複数個の青色ＯＬＥＤが直列に接続されている。ＯＬＥＤ１２５０２は、複数個の緑色ＯＬＥＤが直列に接続されている。ＯＬＥＤ１２５０３は、複数個の赤色ＯＬＥＤが直列に接続されている。入力部１２１０は、ソケットなどである。既存の照明システムに取り付けられるソケットにすれば、既存の設備（電灯を取り付ける台やメタル線など）を利用できる。信号・電力分離部１２２０は、ハイパスフィルタやフォトカプラを用いて、制御信号を電力（直流や、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの交流）から取り出せばよい。また、電力は、直流４８Ｖの場合や交流１００Ｖの場合が多いが、これに限らなくてもよい。電源部１２４０は、変換部１２３０の電子回路用の電圧（直流５Ｖが多いがこれに限られない）とＯＬＥＤ１２５０を発光させるための電圧（直流１２Ｖが多いがこれに限られない）とを供給する電源である。
【００１４】
変換部１２３０は、Ｄラッチ１２３１−１〜３（ＩＣ１〜ＩＣ３）、Ｄラッチ１２３５−１〜３（ＩＣ４〜ＩＣ６）、ＰＬＬ同期回路１２３７、ドライバ回路１２３８Ｂ、１２３８Ｇ、１２３８Ｒ、抵抗１２３９Ｂ、１２３９Ｇ、１２３９Ｒから構成されている。ＰＬＬ同期回路１２３７は、Ｄラッチを動作させるクロック１、クロック２を生成する回路である。図５では、ＰＬＬ同期回路を示しているが、水晶を用いた同期回路などでもよい。
図６に、制御装置１１０または変換・制御装置２１０からの制御信号の具体例を示す。図６には、すべてのＯＬＥＤを消灯させる信号とすべてのＯＬＥＤを点灯させる信号が示されている。そして、図６Ａには、立ち上がりのタイミングが、どちらの信号でも一致する場合が示されている。図６Ｂには、立下りのタイミングが、どちらの信号でも一致する場合が示されている。図６Ａの信号は、消灯の信号も点灯の信号も同じタイミングで立ち上がるが、消灯の信号の方が早く立ち下がる（点灯の方が、立ち下がるタイミングが遅い）。図６Ｂの信号は、消灯の信号も点灯の信号も同じタイミングで立ち下がるが、消灯の信号の方が早く立ち上がる（点灯の方が、立ち上がるタイミングが遅い）。
【００１５】
図７に、立ち上がりのタイミングが一致する信号（図６Ａの信号）が、入力された場合のＯＬＥＤ電灯１２００の動作を示す。図５のＰＬＬ同期回路は、制御信号の立ち上がりのタイミングを利用して、クロック１とクロック２とを生成する。クロック１の立ち上がりは、制御信号が消灯させる信号の時にはＬ（Ｌｏｗ）状態、点灯させる信号の時にはＨ（Ｈｉｇｈ）状態となるタイミングである。クロック２は、クロック１が３回に対して１回である。また、クロック２の立ち上がりは、３回目のクロック１の立ち上がりによるＤラッチ１２３１−１〜３（ＩＣ１〜ＩＣ３）の動作が安定したタイミングである。
【００１６】
図７に示すような制御信号が、ＯＬＥＤ電灯１２００に入力された場合、制御信号は、信号・電力分離部１２２０で取り出され、変換部１２３０に入力される。変換部１２３０に入力された制御信号は、ＰＬＬ同期回路１２３７とＤラッチ１２３１−１（ＩＣ１）に入力される。ＰＬＬ同期回路１２３７は、クロック１とクロック２とを生成する。
クロック１の１回目の立ち上がりのタイミングで、Ｄラッチ１２３−１は、制御信号の状態（赤色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−２とＤラッチ１２３５−１に入力される。
【００１７】
クロック１の２回目の立ち上がりのタイミングで、Ｄラッチ１２３１−２は、Ｄラッチ１２３−１からの入力（赤色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−３とＤラッチ１２３５−２に入力される。また、Ｄラッチ１２３１−１は、制御信号の状態（緑色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−２とＤラッチ１２３５−１に入力される。
クロック１の３回目の立ち上がりのタイミングで、Ｄラッチ１２３１−３は、Ｄラッチ１２３１−２からの入力（赤色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３５−３に入力される。Ｄラッチ１２３１−２は、Ｄラッチ１２３１−１からの入力（緑色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−３とＤラッチ１２３５−２に入力される。Ｄラッチ１２３１−１は、制御信号の状態（青色ＯＬＥＤに対する信号）をラッチし、出力する。出力はＤラッチ１２３１−２とＤラッチ１２３５−１に入力される。
【００１８】
このように、３回のクロック１の立ち上がりによって、赤色ＯＬＥＤに対する信号はＤラッチ１２３５−３（ＩＣ６）に、緑色ＯＬＥＤに対する信号はＤラッチ１２３５−２（ＩＣ５）に、青色ＯＬＥＤに対する信号はＤラッチ１２３５−１（ＩＣ４）に入力された状態となる。つまり、消灯の信号の場合はＬ（Ｌｏｗ）状態が入力され、点灯の信号の場合はＨ（Ｈｉｇｈ）状態が入力されている。
Ｄラッチ１２３１−１〜３（ＩＣ１〜ＩＣ３）の動作が安定するタイミングで、クロック２が立ち上がると、Ｄラッチ１２３５−１〜３（ＩＣ４〜ＩＣ６）は、入力された状態をラッチし、ドライバ回路１２３８Ｂ、１２３８Ｇ、１２３８Ｒに出力する。Ｄラッチ１２３５−３からの出力がＨならば、ドライバ回路１２３８Ｒの出力はＬとなるので、ＯＬＥＤ１２５０３と抵抗１２３９Ｒとの間には１２Ｖの電圧が印加され、赤色ＯＬＥＤに電流が流れる。Ｄラッチ１２３５−３からの出力がＬならば、ドライバ回路１２３８Ｒの出力はＨとなるので、ＯＬＥＤ１２５０３と抵抗１２３９Ｒとの間には電圧が印加されず、赤色ＯＬＥＤには電流が流れない。また、他のＯＬＥＤ１２５０１、１２５０２も同じように駆動される。
【００１９】
このように動作するので、赤色ＯＬＥＤへの信号、緑色ＯＬＥＤへの信号、青色ＯＬＥＤへの信号を順番に並べた制御信号（時間多重された制御信号）で、３つのＯＬＥＤのグループを独立に制御できる。また、通信用のＬＳＩを用いることなく、単純な電子回路のみで制御できる。
図８は、ＯＬＥＤの明るさを、発光する時間で制御する方法を示す図である。すべての信号を消灯の信号とすれば、ＯＬＥＤが消えた状態である。すべての信号を点灯の信号とすれば、最も明るい状態である。ＯＬＥＤへの信号をＴ回に１回の割合で点灯とすれば、最も明るい状態の１／Ｔの明るさとなる。またＴ回に２回の割合で点灯とすれば、最も明るい状態の２／Ｔの明るさにできる。
【００２０】
さらに、本発明の制御信号の特徴を説明する。この制御信号では、図７に示したように制御信号の立ち上がりを利用してクロックを生成しているので、制御信号の周波数の何倍ものクロックを使う必要がない。また、制御信号の先頭が分かれば制御できるので、制御信号に付加しなければならないビットは、ヘッダーの１ビットだけである。したがって、制御信号のビットレートを高くできると共に、ビット列中の各ＯＬＥＤを制御するビットの割合も高くしやすい。したがって、ＯＬＥＤの明るさの階調（図８の場合の階調はＴ）を多くすることができる。もしくは、ＯＬＥＤの状態の変更頻度を高くできる。例えば、１組のＲＧＢが２５６階調（８ビット）で、１秒間に６０回状態を変えるとすると、
３（ＲＢＧ）×８（ビット）×６０（回／秒）＝１４４０（ビット／秒）
となり、１４４０ビット／秒のビットレートが必要である。本発明の制御信号であれば、付加しなければならないビットが少ないので、メタル線内を伝わるビットレートもほぼ同じでよい。
【００２１】
このような構造と動作なので、ＯＬＥＤ電灯内の２つ以上のＯＬＥＤのグループごとに制御する個別制御信号の情報を、１対のメタル線に多重化して伝えることができ、１対のメタル線でＯＬＥＤ電灯ごとの色と明るさを制御できる。また、既存の設備を流用できる。制御信号中の点灯の信号も消灯の信号も、立ち上がりまたは立下りのいずれかのタイミングを同じにすることで、ＯＬＥＤ電灯内の回路構成を簡単にできる。
【００２２】
［変形例１］
図９に、ＯＬＥＤの明るさを、抵抗の選択によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す。ＯＬＥＤ電灯２２００の変換部２２３０は、３Ｍ個のＤラッチ２２３１−１〜３Ｍ（ＩＣ１〜ＩＣ３Ｍ）、ラッチ回路２２３５、３Ｍ個のドライバ回路２２３８Ｂ１、２２３８Ｇ１、２２３８Ｒ１、…、２２３８ＲＭ、３Ｍ個の抵抗２２３９Ｂ１、２２３９Ｇ１、２２３９Ｒ１、…、２２３９ＲＭから構成される。図９のＯＬＥＤ電灯では、ＰＬＬ同期回路１２３７は、３Ｍ個のクロック１に対して、１個のクロック２を生成する。図７で説明した方法と同じ方法で、３Ｍ個のクロック１によって、制御信号の３Ｍ個の信号（パルス）の情報が、３Ｍ個のＤラッチ２２３１−１〜３Ｍ（ＩＣ１〜ＩＣ３Ｍ）の出力に反映される。そして、クロック２によって、ラッチ回路２２３５は、各Ｄラッチ２２３１−１〜３Ｍの状態を保持する。例えば、ラッチ回路２２３５からの出力がＨの抵抗２２３９Ｂ１〜Ｍのいくつかが、ＯＬＥＤ１２５０１に直列に接続される。印加されている電圧は一定（例えば１２Ｖ）なので、どの抵抗が接続された状態になるかで、ＯＬＥＤに流れる電流を調整できる。したがって、抵抗を選択することで、ＯＬＥＤの明るさを調整できる。
このような構成と動作にすることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
［変形例２］
図１０に、ＯＬＥＤ電灯の明るさを、点灯するＯＬＥＤの数によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す。ＯＬＥＤ電灯３２００は、Ｍ個の赤色ＯＬＥＤ３２５０Ｒ１〜３２５０ＲＭ、Ｍ個の緑色ＯＬＥＤ３２５０Ｇ１〜３２５０ＧＭ、Ｍ個の青色ＯＬＥＤ３２５０Ｂ１〜３２５０ＢＭを有している。各ＯＬＥＤ３２５０Ｒ１〜３２５０ＲＭを構成するＯＬＥＤの数（直列に接続されているＯＬＥＤの数）は、同じでも異なっていてもよい。
【００２４】
本変形例でも、変形例１と同じように、ＰＬＬ同期回路１２３７は、３Ｍ個のクロック１に対して、１個のクロック２を生成する。そして、３Ｍ個のクロック１によって、制御信号の３Ｍ個の信号（パルス）の情報が、３Ｍ個のＤラッチ２２３１−１〜３Ｍ（ＩＣ１〜ＩＣ３Ｍ）の出力に反映される。クロック２によって、ラッチ回路２２３５は、各Ｄラッチ２２３１−１〜３Ｍの状態を保持する。ラッチ回路２２３５の出力がＨの場合には、ＯＬＥＤに電流が流れるので、ラッチ回路２２３５の出力によって、電流を流すＯＬＥＤの数を制御でき、ＯＬＥＤ電灯の明るさの制御が可能である。
このような構成と動作にすることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
［第２実施形態］
図１１に、第２実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す。ＯＬＥＤ発光システム５００は、制御装置５１０、Ｋ×Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００ｋ−ｎ（ｋは１〜Ｋの整数、ｎは１〜Ｎの整数）、Ｋ対のメタル線５３０ｋを有する。Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００１−ｎは、同じ１対のメタル線５３０１に接続されている。制御装置５１０からは、メタル線５３０１に、Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００１−ｎへの制御信号が時間多重されて送信される。例えば、最初の３つの信号（パルス）はＯＬＥＤ電灯５２００１−１への信号、次の３つの信号（パルス）はＯＬＥＤ電灯５２００１−２への信号、３Ｎ−２番目から３Ｎ番目の信号（パルス）はＯＬＥＤ電灯５２００１−Ｎへの信号のように多重化し、繰り返せばよい。
【００２６】
図１２に、ＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す。図４のＯＬＥＤ電灯１２００との違いは、変換部５２３０が位置決回路５２３６を有していることである。位置決回路５２３６は、ＯＬＥＤ電灯５２００が取り付けられる位置（何番目の信号で制御されるのか）に従って、制御信号からそのＯＬＥＤ電灯用の信号を取り出す。
図１３に、ＯＬＥＤ電灯の具体的な機能構成例を示す。位置決回路５２３６は、ゲート回路などによって、そのＯＬＥＤ電灯用の信号のタイミングだけ信号が通過するようにすればよい。また、タイミングの設定は、ＯＬＥＤ電灯５２００をＯＬＥＤ発光システム５００に取り付けるときに行えばよい。さらに、ＰＬＬ同期回路１２３７は、３Ｎ個のクロック１に対して１個のクロック２を生成する。このように、位置決回路５２３６は、所定の信号（パルス）のみを通過させるので、クロック１が通過したタイミングの制御信号をＤラッチ１２３１−１〜３が保持する。したがって、Ｎ個のＯＬＥＤ電灯５２００への制御信号を多重化しても、各ＯＬＥＤ電灯を独立に制御できる。
【００２７】
また、本発明の制御信号であれば、第１実施形態で示したように、ビットレートを高くしやすい。例えば、１００個のＯＬＥＤ電灯が２５６階調（８ビット）で、１秒間に６０回状態を変えるとすると、
１００（個）×３（ＲＢＧ）×８（ビット）×６０（回／秒）＝１４４０００（ビット／秒）
となる。ＯＬＥＤ電灯の数を増やしたり、階調を高くしたり、状態の変更頻度を高くすれば、より高いビットレートが求められる。このような場合に本発明の制御方法は適しており、周りのノイズなどにもよるが、数Ｍビット／秒〜数１０Ｍビット／秒まで対応できる。
【００２８】
このような構成と動作なので、ＯＬＥＤ電灯内の２つ以上のＯＬＥＤのグループごとに制御する個別制御信号の情報を、１対のメタル線に多重化して伝え、１対のメタル線でＯＬＥＤ電灯ごとの色と明るさを制御できる。さらに、１対のメタル線で、複数のＯＬＥＤ電灯の制御が可能となる。したがって、競技場用の電光掲示板のように、電灯（パネルディスプレイ）が多数ある場合に、少ない本数のメタル線で配線することができ、配線の簡素化が実現できる。
【００２９】
［第３実施形態］
図１４に、図３中のＤＭＸ変換・制御装置の機能構成例を示す。なお、図３は、既存のシステムを流用した場合のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図である。ＤＭＸ変換・制御装置２１０は、Ａ−ＤコンバータまたはＤ−Ｄコンバータ２１１、ミキシング回路２１２、重畳回路２１３、ＡＣ−ＤＣ電源回路２１４から構成されている。ＤＭＸ変換・制御装置２１０への入力は、既存のＤＭＸ調光卓９１０からの出力である。Ａ−ＤコンバータまたはＤ−Ｄコンバータ２１１は、ＤＭＸ調光卓９１０からの出力が送出されるメタル線９３０ｎ（ｎ＝１〜３Ｎ）と接続されている。既存のＤＭＸ調光卓９１０には、いろいろな種類がある。例えば、出力が交流１００Ｖや２００Ｖの場合もあるし、直流の場合もある。また、既存のＤＭＸ調光卓９１０には、アナログ的に電灯を制御するものや、デジタル的に電灯を制御するものがあり。アナログ的に電灯を制御する方法の例としては、電灯への印加電圧を変化させ、電灯の明るさを調整する方法がある。デジタル的に電灯を制御する方法の例としては、電圧を印加する時間と印加しない時間の割合を調整することで、電灯の明るさを制御する方法がある。これらの方法は、既存のＤＭＸ調光卓９１０の例であり、電灯を制御する方法にはいろいろある。Ａ−ＤコンバータまたはＤ−Ｄコンバータ２１１は、既存のＤＭＸ調光卓９１０の信号を、ミキシング回路２１２の入力インターフェースに適合するように変換する。
【００３０】
ミキシング回路２１２は、電灯ごとまたは複数の電灯用のＲ、Ｇ、Ｂの信号を時間多重した制御信号を生成する。この制御信号は、図６に示すように、立ち上がりまたは立下りが、点灯の場合も消灯の場合も同じタイミングである。ＡＣ−ＤＣ電源回路２１４は、商用電源からＤＭＸ変換・制御装置２１０の各構成部を駆動させる電力と電灯を点灯させるための電力を生成する。重畳回路２１３は、ミキシング回路２１２からの制御信号と、ＡＣ−ＤＣ電源回路２１４からの電力を重畳し、メタル線１３０ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に出力する。なお、電灯への電力を別のメタル線で供給する場合には、重畳回路は不要である。また、ＡＣ−ＤＣ電源装置は、電灯用の電力を生成する必要はない。
【００３１】
ＤＭＸ変換・制御装置２１０は、このような構成なので、既存のシステムを流用してＯＬＥＤ発光システムを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の照明システムの機能構成例を示す図。
【図２】第１実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図。
【図３】既存のシステムを流用した場合のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図。
【図４】第１実施形態のＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す図。
【図５】３つのＯＬＥＤのグループを有するＯＬＥＤ電灯の具体例を示す図。
【図６】制御装置または変換・制御装置からの制御信号の具体例を示す図。
【図７】立ち上がりのタイミングが一致する信号が、入力された場合のＯＬＥＤ電灯の動作を示す図。
【図８】ＯＬＥＤの明るさを、発光する時間で制御する方法を示す図。
【図９】ＯＬＥＤの明るさを、抵抗の選択によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す図。
【図１０】ＯＬＥＤ電灯の明るさを、点灯するＯＬＥＤの数によって制御するＯＬＥＤ電灯の構成例を示す図。
【図１１】第２実施形態のＯＬＥＤ発光システムの構成例を示す図。
【図１２】第２実施形態のＯＬＥＤ電灯の機能構成例を示す図。
【図１３】第２実施形態のＯＬＥＤ電灯の具体的な機能構成例を示す図。
【図１４】ＤＭＸ変換・制御装置の機能構成例を示す図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有し、照明用又は競技場用の電光設備として使用されるＯＬＥＤ電光システムであって、
複数のＯＬＥＤを制御するために、1対のメタル線で制御信号を送出する制御装置と、
複数のＯＬＥＤと、1対のメタル線から前記制御信号を受け取る入力部と、前記制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、ＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する電源部とを有するＯＬＥＤ電灯と、
前記制御装置と前記ＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、前記制御信号と給電用の電力を送る1対以上のメタル線と
を有するＯＬＥＤ電光システム。
【請求項２】
ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有し、照明用又は競技場用の電光設備として使用されるＯＬＥＤ電光システムであって、
複数のＯＬＥＤに対して、1対のメタル線で制御信号を送出する制御装置と、
複数のＯＬＥＤを有し、前記制御信号を受信して個別制御信号に変換するとともに、当該個別制御信号に基づいてＯＬＥＤを２組以上のグループごとに点灯、消灯させるＯＬＥＤ電灯と、
前記制御装置と前記ＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、前記制御信号を伝える1対以上のメタル線と
を有し、
前記制御信号中のＯＬＥＤを点灯させる信号も消灯させる信号も、立ち上がり又は立下りのいずれかのタイミングが同じである
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項３】
請求項１または２記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
前記制御装置が、前記メタル線で給電用の電力も送り、
前記ＯＬＥＤ電灯が、前記制御信号と電力とを分離する信号・電力分離部を備え、前記電源部は前記信号・電力分離部から分離された電力からＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
前記制御装置は、電灯ごとの明るさのみを制御する調光卓と、前記調光卓からの出力を前記制御信号に変換する変換・制御装置から構成される
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤの発光時間によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤと直列に接続された抵抗の値によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
前記ＯＬＥＤ電灯の色と明るさを、発光させるＯＬＥＤの数によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項８】
請求項１または２記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
複数の前記電灯を有し、
前記制御装置が1対のメタル線に出力する制御信号は、複数の前記電灯を制御する信号であり、
前記制御信号は、ＯＬＥＤ電灯ごと、ＯＬＥＤのグループごとの制御情報が時間多重方式によって多重化されており、
前記ＯＬＥＤ電灯は、前記制御信号から当該ＯＬＥＤ電灯を制御するための信号を取り出す位置決回路を有している
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項９】
複数のＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有するＯＬＥＤ電灯であって、
複数のＯＬＥＤと、
1対のメタル線からＯＬＥＤを制御する制御信号を受け取る入力部と、
前記制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、
ＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する電源部と
を有するＯＬＥＤ電灯。
【請求項１０】
請求項９記載のＯＬＥＤ電灯であって、
前記制御信号中のＯＬＥＤを点灯させる信号も消灯させる信号も、立ち上がり又は立下りのいずれかのタイミングが同じである
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のＯＬＥＤ電灯であって、
前記制御信号と電力とを分離する信号・電力分離部を備え、
前記電源部は、前記信号・電力分離部から分離された電力からＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤの発光時間によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１３】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤと直列に接続された抵抗の値によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１４】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
色と明るさを、発光させるＯＬＥＤの数によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１５】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
前記制御信号に複数のＯＬＥＤ電灯を制御する信号が含まれている場合に、前記制御信号から当該ＯＬＥＤ電灯を制御するための信号を取り出す位置決回路
を備えるＯＬＥＤ電灯。
【請求項１】
ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有し、照明用又は競技場用の電光設備として使用されるＯＬＥＤ電光システムであって、
複数のＯＬＥＤを制御するために、1対のメタル線で制御信号を送出する制御装置と、
複数のＯＬＥＤと、1対のメタル線から前記制御信号を受け取る入力部と、前記制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、ＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する電源部とを有するＯＬＥＤ電灯と、
前記制御装置と前記ＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、前記制御信号と給電用の電力を送る1対以上のメタル線と
を有するＯＬＥＤ電光システム。
【請求項２】
ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有し、照明用又は競技場用の電光設備として使用されるＯＬＥＤ電光システムであって、
複数のＯＬＥＤに対して、1対のメタル線で制御信号を送出する制御装置と、
複数のＯＬＥＤを有し、前記制御信号を受信して個別制御信号に変換するとともに、当該個別制御信号に基づいてＯＬＥＤを２組以上のグループごとに点灯、消灯させるＯＬＥＤ電灯と、
前記制御装置と前記ＯＬＥＤ電灯とをつなぎ、前記制御信号を伝える1対以上のメタル線と
を有し、
前記制御信号中のＯＬＥＤを点灯させる信号も消灯させる信号も、立ち上がり又は立下りのいずれかのタイミングが同じである
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項３】
請求項１または２記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
前記制御装置が、前記メタル線で給電用の電力も送り、
前記ＯＬＥＤ電灯が、前記制御信号と電力とを分離する信号・電力分離部を備え、前記電源部は前記信号・電力分離部から分離された電力からＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
前記制御装置は、電灯ごとの明るさのみを制御する調光卓と、前記調光卓からの出力を前記制御信号に変換する変換・制御装置から構成される
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤの発光時間によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤと直列に接続された抵抗の値によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれかに記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
前記ＯＬＥＤ電灯の色と明るさを、発光させるＯＬＥＤの数によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項８】
請求項１または２記載のＯＬＥＤ電光システムであって、
複数の前記電灯を有し、
前記制御装置が1対のメタル線に出力する制御信号は、複数の前記電灯を制御する信号であり、
前記制御信号は、ＯＬＥＤ電灯ごと、ＯＬＥＤのグループごとの制御情報が時間多重方式によって多重化されており、
前記ＯＬＥＤ電灯は、前記制御信号から当該ＯＬＥＤ電灯を制御するための信号を取り出す位置決回路を有している
ことを特徴とするＯＬＥＤ電光システム。
【請求項９】
複数のＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を有するＯＬＥＤ電灯であって、
複数のＯＬＥＤと、
1対のメタル線からＯＬＥＤを制御する制御信号を受け取る入力部と、
前記制御信号を個別制御信号に変換し、複数のＯＬＥＤを２組以上のグループごとに制御する変換部と、
ＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する電源部と
を有するＯＬＥＤ電灯。
【請求項１０】
請求項９記載のＯＬＥＤ電灯であって、
前記制御信号中のＯＬＥＤを点灯させる信号も消灯させる信号も、立ち上がり又は立下りのいずれかのタイミングが同じである
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のＯＬＥＤ電灯であって、
前記制御信号と電力とを分離する信号・電力分離部を備え、
前記電源部は、前記信号・電力分離部から分離された電力からＯＬＥＤ用と前記変換部用の電力を生成する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤの発光時間によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１３】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
各ＯＬＥＤの明るさを、各ＯＬＥＤと直列に接続された抵抗の値によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１４】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
色と明るさを、発光させるＯＬＥＤの数によって制御する
ことを特徴とするＯＬＥＤ電灯。
【請求項１５】
請求項９から１１のいずれかに記載のＯＬＥＤ電灯であって、
前記制御信号に複数のＯＬＥＤ電灯を制御する信号が含まれている場合に、前記制御信号から当該ＯＬＥＤ電灯を制御するための信号を取り出す位置決回路
を備えるＯＬＥＤ電灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−１０３６９３（Ｐ２００８−１０３６９３Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２９９３３（Ｐ２００７−２２９９３３）
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（５９４０９７７５６）インターセンサー株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（５９４０９７７５６）インターセンサー株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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