JP2011113793A - Led lighting device and lighting system - Google Patents
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Abstract
【課題】発光ダイオードをPWM制御で調光し、安価に形成可能であって発光ダイオードの調光移行時の輝度変化が粗いデジタル変化となることを抑制可能なLED点灯装置を提供する。
【解決手段】LED点灯装置1は、発光ダイオード6のグループA1,A2を組み合わせて構成された光源2と、PWM信号を入力し、PWM信号に応じて発光ダイオード6をグループA1,A2毎に調光点灯させるように形成された複数の駆動回路3と、発光ダイオード6の調光レベルを変更するPWM信号を出力するときには、変更後のPWM信号と、変更前後のそれぞれのオンデューティの中間のオンデューティを有するPWM信号または変更前のPWM信号とを駆動回路3に割り当てて出力するように形成されたPWM制御回路4とを具備している。
【選択図】図1Provided is an LED lighting device capable of dimming a light emitting diode by PWM control and capable of being formed at low cost, and capable of suppressing a change in luminance at the time of dimming transition of the light emitting diode from being a rough digital change.
An LED lighting device 1 receives a light source 2 configured by combining groups A1 and A2 of light emitting diodes 6 and a PWM signal, and adjusts the light emitting diodes 6 for each group A1 and A2 according to the PWM signal. When a PWM signal for changing the dimming level of the light emitting diodes 6 and the plurality of drive circuits 3 formed so as to be lit is output, the PWM signal after the change and an on-state between the on-duty before and after the change The PWM control circuit 4 is configured to allocate and output a PWM signal having a duty or a PWM signal before the change to the drive circuit 3.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、発光ダイオードを調光点灯するLED点灯装置および照明装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting device and a lighting device for dimming and lighting a light emitting diode.
発光ダイオードを光源とする照明装置は、例えば舞台やスタジオ等の演出用の照明などに用いられており、色温度特性を変化させることなく調光制御を行うためにPWM(パルス幅変調)制御が用いられている(例えば特許文献1参照。)。 Lighting devices that use light-emitting diodes as light sources are used, for example, for lighting for stage and studio productions, and PWM (pulse width modulation) control is used to perform dimming control without changing the color temperature characteristics. (See, for example, Patent Document 1).
しかし、PWM制御による調光制御は、発光ダイオードの点灯時間と消灯時間の制御となるので、発光ダイオードの輝度変化が言わばカクカクしたデジタル的なものとなり、ちらついているように見えることがある。この現象は、輝度の低い低階調状態において、特に顕著に現れる。また、当該現象は、PWMのデューティを小さくすることにより解消可能であるが、この場合には、高機能のマイコン(CPU)を必要とするので、照明装置が高価になっている。 However, the dimming control by the PWM control is the control of the lighting time and light-off time of the light-emitting diode, so that the luminance change of the light-emitting diode becomes crisp and digital and may appear to flicker. This phenomenon is particularly noticeable in a low gradation state with low luminance. In addition, this phenomenon can be solved by reducing the PWM duty. In this case, however, a highly functional microcomputer (CPU) is required, so that the lighting device is expensive.
そこで、発光ダイオードをちらつきが生じることなく調光点灯し、安価にできることを目的とする調光装置が提案されている(特許文献2参照。)。この特許文献2の調光装置は、発光ダイオードの調光信号を発生する調光器と、調光信号を基にPWM制御信号およびアナログ制御信号を発生する制御信号発生部と、PWM制御信号とアナログ制御信号とに基づいて発光ダイオードに流れる電流を制御するLED制御部とを備えており、段階的に変化するデューティ間の発光ダイオードに流れる電流の不連続をアナログ電流で補完することができて、ちらつきを生じることなく調光範囲を広げることができる制御を安価に行うことができるというものである。
In view of this, there has been proposed a light control device that aims to light-up the light emitting diode without causing flickering and to reduce the cost (see Patent Document 2). The dimming device of this
また、PWM調光を用いて発光ダイオードの駆動制御を行っても、輝度ムラおよびフリッカの発生を防ぐことのできるバックライト装置が提案されている(特許文献3。)。この特許文献3のバックライト装置は、LED駆動制御部が所定の配列方向で隣接する2つの発光ダイオードに対し、PWM調光のオン/オフの位相を互いにずらした状態で、当該隣接する2つの発光ダイオードを点灯駆動させることにより、ユーザーが発光面の前面において、全ての発光ダイオードが常に点灯動作を行っていると視認させることが可能というものである。
Also, a backlight device has been proposed that can prevent the occurrence of uneven brightness and flicker even when the drive control of the light emitting diode is performed using PWM dimming (Patent Document 3). In the backlight device of
特許文献2の調光装置は、PWM信号のデューティ間をアナログ制御するので、アナログ制御部やアナログ信号生成部などのアナログ制御回路を設けて、発光ダイオードにアナログ電流を供給する回路構成にする必要があり、これにより、回路構成が複雑となってやはり高価になるという欠点を有する。
Since the light control device of
また、特許文献3のバックライト装置は、PWM調光のオン/オフの位相を互いにずらすための遅延時間をタイマにより計時し、位相差のタイミングでPWM信号を出力する制御を要するので、マイコン等の部品が高機能化し、回路構成が複雑になり、高価になるという欠点を有する。
In addition, the backlight device of
本発明は、発光ダイオードをPWM制御で調光し、安価に形成可能であって発光ダイオードの調光移行時の輝度変化が粗いデジタル変化となることを抑制可能なLED点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。 The present invention provides an LED lighting device and an illumination device that can dimming a light emitting diode by PWM control, can be formed at low cost, and can suppress a change in luminance at the time of dimming transition of the light emitting diode from being a rough digital change. The purpose is to do.
請求項1に記載のLED点灯装置の発明は、発光ダイオードのグループを組み合わせて構成された光源と;発光ダイオードの各グループに対応付けられていて、PWM信号を入力し、当該PWM信号に応じて発光ダイオードをグループ毎に調光点灯させるように形成された複数の駆動回路と;外部から入力される調光信号に応じて、光源の調光レベルに対応するオンデューティを有するPWM信号を各駆動回路に個別に出力するものであって、光源の調光レベルを変更するPWM信号を出力するときには、当該変更後のPWM信号と、当該変更前後のそれぞれのオンデューティの中間のオンデューティであるPWM信号または当該変更前のPWM信号とを各駆動回路に割り当てて出力するように形成されたPWM制御回路と;を具備していることを特徴とする。
The invention of the LED lighting device according to
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。 In the present invention and each of the following inventions, each configuration is as follows unless otherwise specified.
外部からPWM制御回路に入力される調光信号は、DMX信号等のデジタル化された信号や電圧値信号などのアナログ信号のいずれであってもよい。また、PWM信号であってもよい。PWM制御回路は、PWM信号以外の調光信号を入力するときには、当該調光信号の調光度に対応したオンデューティのPWM信号を生成して、駆動回路に出力するものである。ここで、調光信号の調光度は、発光ダイオードの調光レベルに対応するものである。 The dimming signal input to the PWM control circuit from the outside may be a digitized signal such as a DMX signal or an analog signal such as a voltage value signal. Further, it may be a PWM signal. When the dimming signal other than the PWM signal is input, the PWM control circuit generates an on-duty PWM signal corresponding to the dimming degree of the dimming signal and outputs it to the drive circuit. Here, the dimming degree of the dimming signal corresponds to the dimming level of the light emitting diode.
PWM信号のオンデューティは、オン期間およびオフ期間の合計期間(PWM信号の1周期期間)に対するオン期間の割合を示す。 The on-duty of the PWM signal indicates a ratio of the on period to the total period of the on period and the off period (one period of the PWM signal).
駆動回路は、調光レベルの変更後のPWM信号を入力するグループと、調光レベルの変更前後のそれぞれのオンデューティの中間のオンデューティを有するPWM信号または調光レベルの変更前のPWM信号を入力するグループに分けられる。さらに、後者のグループは、オンデューティの異なるPWM信号をそれぞれ入力する複数のグループに分けられていてもよい。 The drive circuit is configured to receive a PWM signal having an on-duty intermediate between the on-duty before and after the change of the dimming level, or the PWM signal before the change of the dimming level. Divided into groups to enter. Further, the latter group may be divided into a plurality of groups each receiving PWM signals having different on-duties.
また、駆動回路は、反転回路を設ける等の工夫により、オフデューティ期間に光源を点灯させるように形成されてもよい。 Further, the drive circuit may be formed so that the light source is turned on during the off-duty period by means of providing an inversion circuit or the like.
PWM制御回路は、複数の駆動回路に、それぞれ同期したPWM信号を出力するものである。 The PWM control circuit outputs synchronized PWM signals to a plurality of drive circuits.
本発明によれば、PWM制御回路は、外部の調光信号に応じて発光ダイオードの調光レベルを変更するときには、当該調光レベルの変更後のPWM信号と、当該調光レベルの変更前後のそれぞれのオンデューティの中間のオンデューティを有するPWM信号または当該調光レベルの変更前のPWM信号とを複数の駆動回路に割り当てて出力するので、発光ダイオードは、調光レベルの移行時に、変更後の調光レベルで点灯するグループと、変更前後の中間の調光レベルまたは変更前の調光レベルで点灯するグループとにより分かれて点灯する。これにより、発光ダイオードの調光レベルの移行時の輝度変化が粗いデジタル的な変化とならずに滑らかな変化となる。 According to the present invention, when the PWM control circuit changes the dimming level of the light-emitting diode according to the external dimming signal, the PWM signal after the change of the dimming level and before and after the change of the dimming level are changed. Since a PWM signal having an on-duty in the middle of each on-duty or a PWM signal before the change of the dimming level is assigned to a plurality of drive circuits and output, the light emitting diode is changed after the change of the dimming level. The light is divided into a group that is lit at a dimming level and a group that is lit at an intermediate dimming level before and after the change or a dimming level before the change. Thereby, the luminance change at the time of transition of the light control level of the light emitting diode is not a rough digital change but a smooth change.
請求項2に記載のLED点灯装置の発明は、発光ダイオードのグループを組み合わせて構成された光源と;発光ダイオードの各グループに対応付けられていて、PWM信号を入力し、当該PWM信号に応じて発光ダイオードをグループ毎に調光点灯させるように形成された複数の駆動回路と;外部から入力される調光信号に応じて、光源の調光レベルに対応するオンデューティを有するPWM信号を各駆動回路に個別に出力するものであって、光源の調光レベルを変更するPWM信号を出力するときには、当該変更後のPWM信号と、当該変更後のPWM信号のオンデューティの立ち上がりをPWM信号の1周期の始まりとする当該1周期の終わりにオンデューティの立ち下がりが一致するようにオフデューティ期間から出力される当該変更後のPWM信号と同一のオンデューティを有するPWM信号とを各駆動回路に振り分けて出力するように形成されたPWM制御回路と;を具備していることを特徴とする。
The invention of the LED lighting device according to
PWM信号のオンデューティの立ち上がりとは、オンデューティ期間の開始時間を意味し、同じく立ち下がりとは、オンデューティ期間の終了時間を意味する。 The rise of the on-duty of the PWM signal means the start time of the on-duty period, and the fall means the end time of the on-duty period.
駆動回路は、2つのグループに振り分けられており、発光ダイオードの調光レベルが変更されたときに、一方が1周期期間内でオンデューティ期間から始まるPWM信号、他方が1周期期間内でオフデューティ期間から始まるPWM信号が入力される。 The drive circuit is divided into two groups. When the dimming level of the light emitting diode is changed, one of the PWM signals starts from the on-duty period within one cycle period, and the other is off-duty within one cycle period. A PWM signal starting from the period is input.
本発明によれば、PWM制御回路は、外部の調光信号に応じて発光ダイオードの調光レベルを変更するときには、当該調光レベルの変更後のPWM信号のオンデューティを有してなり、1周期期間内においてオンデューティから開始するPWM信号と、同じくオフデューティから開始するPWM信号とを複数の駆動回路に振り分けて出力するので、PWM信号の1周期期間において、前者のPWM信号で点灯するグループの発光ダイオードと、後者のPWM信号で点灯するグループの発光ダイオードのいずれかが点灯している期間が長くなる。特に、調光レベルが低い調光領域においては、PWM信号の1周期期間内におけるオンデューティ期間が2倍となり、発光ダイオードのグループのいずれかが点灯している点灯期間が2倍となる。これにより、発光ダイオードの調光レベルの移行時の輝度変化が分かりにくくなる。 According to the present invention, when the dimming level of the light emitting diode is changed in accordance with an external dimming signal, the PWM control circuit has an on-duty of the PWM signal after the change of the dimming level. Since the PWM signal starting from the on-duty within the period and the PWM signal starting from the off-duty are distributed to the plurality of drive circuits and output, the group that lights up with the former PWM signal in one period of the PWM signal The period during which one of the light emitting diodes of the latter group and the light emitting diodes of the group that is turned on by the latter PWM signal is lit up becomes longer. In particular, in the dimming region where the dimming level is low, the on-duty period within one period of the PWM signal is doubled, and the lighting period during which one of the light emitting diode groups is lit is doubled. This makes it difficult to understand the luminance change when the light control level of the light emitting diode is shifted.
請求項3に記載の照明装置の発明は、調光信号を送信する調光装置と;この調光装置から送信された調光信号の調光度に応じたオンデューティを有するPWM信号をPWM制御回路により生成する請求項1または2記載のLED点灯装置と;このLED点灯装置の光源を配設している器具本体を有するLED照明器具と;を具備していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a dimming device that transmits a dimming signal; a PWM control circuit that outputs a PWM signal having an on-duty in accordance with the dimming degree of the dimming signal transmitted from the dimming device; The LED lighting device according to claim 1 or 2 generated by the method described above; and an LED lighting device having a device main body in which a light source of the LED lighting device is disposed.
LED点灯装置は、器具本体に配設されていてもよく、光源を除く残余が器具本体と別置されていてもよい。 The LED lighting device may be disposed in the instrument main body, and the remainder other than the light source may be separately provided from the instrument main body.
調光装置は、調光信号を有線または無線のいずれで送信してもよい。無線の場合、調光装置に送信装置、PWM制御装置に受信装置が設けられる。 The dimming device may transmit the dimming signal either by wire or wirelessly. In the case of wireless, a transmitter is provided in the dimmer and a receiver is provided in the PWM controller.
本発明によれば、調光装置からLED照明器具の光源の調光レベルをPWM信号で変更させることができるとともに、変更された調光レベルの移行時の輝度変化が滑らかで分かりにくい照明装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to change the light control level of the light source of a LED lighting fixture from a light control apparatus with a PWM signal, the brightness change at the time of the change of the changed light control level is smooth, and an illuminating device which is hard to understand Provided.
請求項1の発明によれば、発光ダイオードの調光レベルが変更されて変更後の調光レベルに移行するときに、光源を構成する発光ダイオードは、変更後の調光レベルで点灯するグループと、変更前後の中間の調光レベルまたは変更前の調光レベルで点灯するグループとにより分かれて点灯制御されるので、簡易な制御構成で安価に形成することができるとともに、発光ダイオードの調光レベルの移行時の輝度変化を滑らかなデジタル的な変化とすることができて、人に輝度変化を認識させにくくすることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the dimming level of the light emitting diode is changed to shift to the dimming level after the change, the light emitting diode constituting the light source is a group that lights at the dimming level after the change. Because the lighting control is divided and controlled according to the middle dimming level before and after the change or the group that lights at the dimming level before the change, it can be formed at a low cost with a simple control configuration, and the dimming level of the light emitting diode The luminance change at the time of the transition can be a smooth digital change, making it difficult for a person to recognize the luminance change.
請求項2の発明によれば、発光ダイオードの調光レベルが変更されて変更後の調光レベルに移行するときに、光源を構成する発光ダイオードは、PWM信号の1周期期間内においてオンデューティから開始するPWM信号で点灯するグループと、同じくオフデューティから開始するPWM信号で点灯するグループとに分かれて点灯されて、光源における発光ダイオードのいずれかが点灯している期間が長くなるので、簡易な点灯制御構成で安価に形成することができるとともに、発光ダイオードの調光レベルの移行時の輝度変化を分かりにくくすることができて、人に輝度変化を認識させにくくすることができる。 According to the second aspect of the present invention, when the dimming level of the light emitting diode is changed to shift to the dimming level after the change, the light emitting diode constituting the light source is changed from on-duty within one period of the PWM signal. Since the group that is lit by the PWM signal that starts and the group that is lit by the PWM signal that starts from off-duty are also lit, the period during which one of the light-emitting diodes in the light source is lit becomes long, so it is simple The lighting control configuration can be formed at low cost, and it is possible to make it difficult to understand the luminance change at the time of transition of the light control level of the light emitting diode, thereby making it difficult for a person to recognize the luminance change.
請求項3の発明によれば、調光装置から調光信号を送信することにより、LED照明器具の光源の調光レベルをPWM信号で変更させることができるとともに、変更された調光レベルの移行時の輝度変化を人に認識させにくくすることのできる照明装置を提供することができる。
According to the invention of
以下、本発明の一実施の形態
について、図面を参照して説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明において、光源は、発光ダイオードのグループを組み合わせて構成され、複数の駆動回路は、発光ダイオードの各グループにそれぞれ対応付けられていて、入力したPWM信号に応じて当該グループ毎に発光ダイオードを調光点灯させる。PWM制御回路は、光源の調光レベルを変更後の調光レベルに移行させるときに、発光ダイオードのグループ毎に調光点灯のレベルやタイミングを変化させるPWM信号を駆動回路に出力するものである。 In the present invention, the light source is configured by combining a group of light emitting diodes, and the plurality of driving circuits are associated with each group of the light emitting diodes, and the light emitting diodes are assigned to the respective groups according to the input PWM signal. Turn on the dimmer. The PWM control circuit outputs a PWM signal that changes the dimming lighting level or timing for each group of light emitting diodes to the drive circuit when the dimming level of the light source is shifted to the dimming level after the change. .
図1および図2は、本発明の実施例1を示し、図1はLED点灯装置の概略ブロック図、図2は調光レベルの変更におけるPWM制御回路の制御を示すタイミング図である。
1 and 2
図1において、LED点灯装置1は、光源2、複数の駆動回路3、PWM制御回路4を有してなり、さらに直流電源回路5を有して形成されている。
In FIG. 1, the
光源2は、発光ダイオード6のグループA1,A2を組み合わせて構成されている。グループA1,A2は、複数個の発光ダイオード6が直列接続されて図示しない基板に実装されたLED回路からなっている。発光ダイオード6は、可視光例えば白色光を放射するように形成されている。
The
駆動回路3は、発光ダイオード6の各グループA1,A2にそれぞれ対応付けられて設けられている。そして、駆動回路3は、制御部7を主体として形成され、光源2の直列接続された発光ダイオード6に接続されている。また、駆動回路3は、直流電源回路5から電力が供給されている。
The
制御部7は、PWM制御回路4から出力されたPWM信号を入力し、PWM信号のオンデューティの期間にわたって駆動回路3の出力をオンさせる。これにより、発光ダイオード6は、PWM信号のオンデューティの期間、そのグループ毎に駆動回路3から供給される電流が流れて調光点灯する。そして、PWM信号のオンデューティ(オンデューティ比)が大きくなるに従い、発光ダイオード6に電流が流れている期間が長くなるので、発光ダイオード6の調光レベル(調光率)が上昇する。すなわち、発光ダイオード6の調光レベルは、PWM信号のオンデューティが0%のときには0%であり、PWM信号のオンデューティが100%のときには100%となるものである。
The
そして、駆動回路3は、PWM制御回路4からPWM信号Aを入力するグループB1と、PWM信号Bを入力するグループB2に分けられる。グループB1のそれぞれの駆動回路3は、発光ダイオード6のグループA1にそれぞれ対応付けられていて、グループA1の発光ダイオード6を点灯制御する。また、グループB2のそれぞれの駆動回路3は、発光ダイオード6のグループA2にそれぞれ対応付けられていて、グループA2の発光ダイオード6を点灯制御する。すなわち、グループA1の発光ダイオード6は、PWM信号Aに基づいて調光点灯され、グループA2の発光ダイオード6は、PWM信号Bに基づいて調光点灯される。
The
直流電源回路5は、各駆動回路3に接続されており、各駆動回路3に電力を供給する。直流電源回路5は、例えば、商用交流電源を整流平滑した整流平滑回路、または商用交流電源を整流または整流平滑し、これに昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路あるいは昇降圧チョッパ回路を接続した直流電源回路とすることができる。また、直流電源回路5は、定電圧源または定電流源であってもよい。
The DC
PWM制御回路4は、直流電源回路5に接続されており、直流電源回路5から供給される電力により動作している。そして、PWM制御回路4は、外部の図示しない調光装置から出力された調光信号を入力し、当該調光信号の調光度(0〜100%)に対応するオンデューティ(オンデューティ比)のPWM信号をPWM生成クロックに基づいて生成して、PWM信号A,BとしてグループB1,B2の駆動装置3にそれぞれ出力するように形成されている。ここで、調光信号の調光度は、発光ダイオード6の調光レベルに対応している。調光信号Aおよび調光信号Bは、同期して出力されるとともに、前記調光信号の1周期時間(例えば20ms)内に例えば32周期(1周期時間0.625mS)分出力される。
The
そして、PWM制御回路4は、入力した調光信号の調光度が変更されると、変更された調光度に対応したオンデューティ(オンデューティ比)を有するPWM信号を生成するとともに、当該変更後のPWM信号と当該変更前のPWM信号とを駆動回路3のグループB1,B2に振り分けて出力するように形成されている。例えば、変更後のPWM信号をPWM信号AとしてグループB1の各駆動回路3に個別に出力し、変更前のPWM信号をPWM信号BとしてグループB2の各駆動回路3に個別に出力するものである。
Then, when the dimming degree of the input dimming signal is changed, the
そして、前記振り分けによるPWM信号の出力制御は、発光ダイオード6の調光レベルを変更するときに実行される。すなわち、PWM制御回路4は、図2に示すように、入力された調光信号に応じて発光ダイオード6の調光レベルを例えば調光レベル1から調光レベル2に変更するPWM信号を生成すると、グループB1の駆動回路3には、変更後の調光レベルである調光レベル2に対応するPWM信号が調光信号の1周期時間(例えば20ms)にわたって出力され、グループB2の駆動回路3には、変更前の調光レベルである調光レベル1に対応するPWM信号が調光信号の1周期時間の前半にわたり、例えば16周期分出力され、変更後の調光レベルである調光レベル2に対応するPWM信号が調光信号の1周期時間の後半にわたり、例えば16周期分出力される。
The output control of the PWM signal by the distribution is executed when the dimming level of the
また、発光ダイオード6の調光レベルを例えば調光レベル2から調光レベル3に変更するPWM信号を生成すると、グループB1の駆動回路3には、調光レベル3に対応するPWM信号が調光信号の1周期時間(例えば20ms)にわたって出力され、グループB2の駆動回路3には、調光レベル2に対応するPWM信号が調光信号の1周期時間の前半にわたり、例えば16周期分出力され、調光レベル3に対応するPWM信号が調光信号の1周期時間の後半にわたり、例えば16周期分出力される。ここで、調光レベル1〜調光レベル3は、発光ダイオード6の調光レベルが次第に増加している任意のレベルを示す。
When a PWM signal for changing the dimming level of the
なお、発光ダイオード6の調光レベルが減少するものであると、図2の説明と同様に、例えば、グループB1の駆動回路3には、減少した変更後の調光レベルに対応するPWM信号が調光信号の1周期時間(例えば20ms)にわたって出力され、グループB2の駆動回路3には、変更前の調光レベルに対応するPWM信号が調光信号の1周期時間の前半にわたり、例えば16周期分出力され、変更後の調光レベルに対応するPWM信号が調光信号の1周期時間の後半にわたり、例えば16周期分出力されるものである。また、変更前のPWM信号は、変更前後のそれぞれのオンデューティの中間のオンデューティを有するPWM信号に代えてもよい。
If the dimming level of the light-emitting
次に、本発明の実施例1の作用について述べる。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
LED点灯装置1のPWM制御回路4は、外部の調光装置から入力された調光信号に応じて、発光ダイオード6の調光レベルに対応するオンデューティ(オンデューティ比)を有するPWM信号を生成して、グループB1,B2の各駆動回路3に出力する。これにより、発光ダイオード6は、調光信号に対応した調光レベルで調光点灯する。発光ダイオード6からは、調光レベルに応じた可視光(白色光)が放射される。
The
そして、PWM制御回路4は、発光ダイオード6の調光レベルを変更する調光信号が入力されると、当該変更後のPWM信号を生成するとともに、グループB1の駆動回路3に当該変更後のPWM信号を例えば調光信号の1周期期間にわたって出力し、グループB2の駆動回路3に例えば変更前のPWM信号を例えば調光信号の1周期期間の前半にわたって出力した後に、変更後のPWM信号を調光信号の1周期期間の後半にわたって出力する。これにより、グループA1の発光ダイオード6は、調光信号の1周期期間にわたって変更後の調光レベルで点灯し、グループA2の発光ダイオード6は、調光信号の1周期期間の前半で変更前の調光レベルで点灯し、調光信号の1周期期間の後半で変更後の調光レベルで点灯する。
Then, when a dimming signal for changing the dimming level of the
光源2は、調光レベルの移行時、グループA2の発光ダイオード6の調光レベルが段階的に変化するので、全体として、発光ダイオード6の輝度変化が粗いデジタル的な変化とならずに滑らかなデジタル的な変化となる。したがって、発光ダイオード6の調光レベルが変更されたときに、人に光源2の輝度変化を認識させにくくすることができる。
In the
また、調光レベルの移行時、発光ダイオード6は、変更後の調光レベルで点灯するグループA1と、変更前の調光レベルで点灯するグループA2とにより分かれて点灯制御されるので、簡易な制御構成であり、LED点灯装置1を安価に形成することができる。
Further, at the time of transition of the dimming level, the
なお、LED点灯装置1は、光源2を発光ダイオード6のグループA1,A2に分け、複数の駆動回路3をグループB1,B2に分けたが、これに限らず、光源2の発光ダイオード6および駆動回路3をそれぞれ3つ以上のグループに分けて構成されてもよい。そして、PWM制御回路4は、一つのグループの駆動回路3に変更後のPWM信号を出力し、残余のグループの駆動回路3に変更前後のそれぞれのオンデューティの中間のオンデューティを有するPWM信号または変更前のPWM信号とを異ならせて出力するように、PWM信号を駆動回路3に割り当てて出力するように形成されてもよい。
In the
図3は、本発明の実施例2を示すLED点灯装置の調光レベルの変更におけるPWM制御回路の制御を示すタイミング図である。 FIG. 3 is a timing chart showing the control of the PWM control circuit in changing the dimming level of the LED lighting device according to the second embodiment of the present invention.
図3に示す制御を行うLED点灯装置は、図1に示すLED点灯装置1と同様の構成であり、PWM制御回路4の制御のみが異なるものである。PWM制御回路4は、外部の調光装置からの調光信号に応じて、発光ダイオード6の調光レベルを変更するPWM信号を出力するときには、変更後のPWM信号と、変更後のPWM信号のオンデューティの立ち上がりをPWM信号の1周期の始まりとする当該1周期の終わりにオンデューティの立ち下がりが一致するようにオフデューティ期間から出力される変更後のPWM信号と同一のオンデューティ(オンデューティ比)を有するPWM信号とをグループB1,B2の駆動回路3に振り分けて出力するように形成されている。すなわち、同一のオンデューティ(オンデューティ比)を有するものであって、オンデューティ期間から始まるPWM信号と、オフデューティ期間から始まるPWM信号とを同期して出力するように形成されている。
The LED lighting device that performs the control shown in FIG. 3 has the same configuration as the
例えば、図3に示すように、発光ダイオード6の調光レベルを例えば調光レベル1から調光レベル4に変更するPWM信号を生成すると、グループB1の各駆動回路3には、調光レベル1、調光レベル2、調光レベル3および調光レベル4のオンデューティ(オンデューティ比)をそれぞれ有するオンデューティ期間から始まるPWM信号をPWM信号Aとしてそれぞれ例えば8周期分出力し、グループB2の各駆動回路3には、同じくオフデューティ期間から始まるPWM信号をPWM信号Bとしてそれぞれ8周期分出力する。
For example, as shown in FIG. 3, when a PWM signal for changing the dimming level of the
グループA1の発光ダイオード6は、PWM信号の1周期期間の前半においてオンデューティ期間わたって調光レベル1〜4で点灯し、グループA2の発光ダイオード6は、PWM信号の1周期期間の後半においてオンデューティ期間にわたって調光レベル1〜4で点灯するとともに、調光信号の1周期期間にわたって調光レベル1から調光レベル4で段階的に点灯していく。これにより、光源2は、全体として、PWM信号の1周期期間における発光ダイオード6の点灯期間が長期間に、消灯期間が短時間に制御されるとともに、調光レベルが段階的に変化していくので、発光ダイオード6の輝度変化が粗いデジタル
的な変化とならずに滑らかなデジタル的な変化となる。したがって、発光ダイオード6の調光レベルが変更されたときに、人に光源2の輝度変化が分かりにくくすることができる。
The light-emitting
特に、調光レベルが低い調光領域においては、調光レベルの変更前後の調光レベル差による発光ダイオード6の輝度変化は、目視的に顕著に現れる。ここで、調光レベルが低い調光領域においては、PWM信号の1周期期間における合計のオンデューティ期間が2倍となり、発光ダイオード6のグループA1,A2のいずれかが点灯している点灯期間が2倍となるので、発光ダイオード6の調光レベルの移行時の輝度変化をより分かりにくくすることができる。また、PWM制御装置4は、前記制御動作を行う簡易な構成であるので、LED点灯装置1を安価に形成することができる。
In particular, in the dimming region where the dimming level is low, the luminance change of the
図4ないし図7は、本発明の実施例3を示し、図4は照明装置の概略ブロック図、図5は光源の概略正面図、図6はLED照明器具の概略正面図、図7はLED照明器具の概略側断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。 4 to 7 show a third embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic block diagram of a lighting device, FIG. 5 is a schematic front view of a light source, FIG. 6 is a schematic front view of an LED lighting apparatus, and FIG. It is a schematic sectional side view of a lighting fixture. Note that the same parts as those in FIG.
照明装置8は、図4に示すように、調光装置9、図1に示すLED点灯装置1およびLED照明器具10を有して構成されている。
As shown in FIG. 4, the
調光装置9は、例えば調光卓であり、例えば256階調の調光信号であるDMX信号を送信する。このDMX信号は、米国劇場技術協会(USITT)が規格した演出分野などに用いられるデジタル信号であり、調光制御用の調光信号の規格として用いられているDMX512を指している。調光装置4は、例えば20ミリ秒(ms)の周期でDMX信号を送信する。
The
LED照明器具10は、光源2を配設している器具本体11を有して構成されている。そして、LED照明器具10は、図7に示すように、例えばスポットライトに構成されており、器具本体11が光源ユニット12およびレンズユニット13を備えている。光源ユニット12からは、発光ダイオード6の放射光が出射される。レンズユニット13は、光を集光して外部に投影する投影レンズ14a、14bを備えている。光源ユニット12から出射される光は、図6に示すように、レンズユニット13の正面に設けられた透光部15を透光して照明対象へ投射される。そして、器具本体11は、天井等の造営物に取り付けられたアーム16に投射方向を回動自在に取り付けられている。
The
図7において、光源ユニット12は、面状光源である光源2が備えられ、この光源2に発生する熱が図示しない放熱器によって外部空間に放熱されるように構成されている。光源ユニット12には、光源2に点灯電源を供給する電源部17、光源2を点灯制御する制御部18、筒状光路19などが備えられている。電源部17には、図1に示すLED点灯装置1の駆動回路3および直流電源回路5などが設けられている。制御部18には、PWM制御回路4が回路基板20に実装された電子部品などにより形成されている。回路基板20には、図示しない伝送線が接続されており、制御部18は、伝送線を介して調光装置9から送信された調光信号を入力する。筒状光路19は、光源2の光をレンズユニット13に導光するものである。
In FIG. 7, the
光源2は、図5に示すように、平板状のプリント基板21に複数個のチップ状の発光ダイオード6が実装されている。発光ダイオード6は、白色光を放射するものが用いられている。なお、補色用として赤、緑および青の光を放射する発光ダイオード6を用いていてもよい。
As shown in FIG. 5, the
光源2は、複数個の発光ダイオード6が直列接続されるとともに、矩形に配列された複数のLED回路22にグループ分けされている。これら複数のLED回路22は、複数個が組み合わせられることにより、発光域が仮想円形23に近似するように構成されている。
The
光源2は、10個のLED回路24a〜24jにグループ分けされている。各LED回路24a〜24jは、それぞれ個別に電源端子25a〜25jを有し、これら電源端子25a〜25jに対して制御部18の点灯制御で電源部17から点灯電源が供給されて、各LED回路24a〜24jの発光ダイオード6が点灯する。
The
各LED回路24a〜24jは、複数個の発光ダイオード6が矩形に配列されて形成されているが、複数個の発光ダイオード6の配列が異なる大きさの矩形に配列された3種類に分類されている。各LED回路24a〜24jは、3種類とも、矩形短辺の長さが同じであり、この短辺方向には7個の発光ダイオード6が直列接続され、この直列接続の回路がグループ単位で並列接続されている。光源2の中央部のLED回路24c、24hは、矩形長辺の長さが最長である最長グループであり、両端部のLED回路24a、24e、24f、24jは、矩形長辺の長さが最短である最短グループであり、最長グループと最短グループとの間の中間部のLED回路24b,24d,24g,24iは、矩形長辺の長さが中間長の中間グループである。そして、LED回路24a,24c,24e,24g,24iによって、図1または図4に示す発光ダイオード6のグループA1が形成され、LED回路24b,24d,24f,24h,24jによって、発光ダイオード6のグループA2が形成されている。
Each of the
照明装置8は、LED点灯装置1を具備するので、安価に形成することができて、調光装置9から送信された調光信号により、LED照明器具10の光源2の調光レベルをPWM信号で変更させることができるとともに、変更された調光レベルの移行時の輝度変化が分かりにくく、人に認識させにくくすることができる。
Since the illuminating
本発明は、舞台やスタジオなどを照明する演出用照明装置の他、室内などを調光照明する照明装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a lighting device for dimming a room or the like in addition to a lighting device for effecting lighting a stage or a studio.
1…LED点灯装置、 2…光源、 3…駆動回路、 4…PWM制御回路、 6…発光ダイオード、 8…照明装置、 9…調光装置、 10…LED照明器具
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