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JP6734587B2 - Lighting device using LED, driving circuit of lighting device using LED, and driving method of lighting device using LED - Google Patents

Lighting device using LED, driving circuit of lighting device using LED, and driving method of lighting device using LED Download PDF

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JP6734587B2 JP2016117619A JP2016117619A JP6734587B2 JP 6734587 B2 JP6734587 B2 JP 6734587B2 JP 2016117619 A JP2016117619 A JP 2016117619A JP 2016117619 A JP2016117619 A JP 2016117619A JP 6734587 B2 JP6734587 B2 JP 6734587B2
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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

本発明はＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a lighting device using an LED, a driving circuit of a lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED.

発光ダイオード（ＬＥＤ素子、以下単にＬＥＤとも称する）を使用した照明装置は、蛍光灯や白熱電球といった従来の照明器具に比べ、長寿命かつ低消費電力であるという特徴を有しており、環境への配慮に優れた次世代の照明機器として期待されている。交流電源を直接的に駆動電源として用いるものでは、当該交流電源を全波整流してＬＥＤ列に供給する。 A lighting device using a light emitting diode (LED element, hereinafter also simply referred to as an LED) has a feature that it has a long life and low power consumption as compared with a conventional lighting fixture such as a fluorescent lamp or an incandescent light bulb. It is expected as a next-generation lighting device with excellent consideration. When an AC power source is directly used as a driving power source, the AC power source is full-wave rectified and supplied to the LED array.

交流電源を両波整流した場合は交流交番波形の一方の極性（例えばプラス側）の半波のみの間歇的な脈動波形となる。一方、全波整流した場合、一方の極性（例えばプラス側）に他方の極性（マイナス側）半波が折り返した連続する脈流波形となる。交流直接駆動は、このような脈流波形を持つ電源をＬＥＤに直接印加して点灯する方式である。 When the AC power supply is rectified with both waves, only a half wave of one polarity (for example, plus side) of the AC alternating waveform has an intermittent pulsating waveform. On the other hand, when full-wave rectification is performed, a continuous pulsating flow waveform is obtained in which one polarity (for example, the plus side) and the other polarity (minus side) half wave are folded back. The AC direct drive is a system in which a power source having such a pulsating waveform is directly applied to the LED to turn it on.

ＬＥＤには点灯のための所定の電圧（点灯電圧）があり、点灯電圧以下では消灯となる。全波整流した脈流電圧を印加した場合に、脈流波形の電圧が上記点灯電圧以上で点灯（オン）し、それ以下の電圧では消灯（オフ）し、これを繰り返すため、この点灯から消灯、消灯から次の点灯までの期間（消灯期間）の繰り返しは所謂、フリッカ（照明光のちらつき）となる。５０Ｈｚの交流電源の場合、毎秒１００回のフリッカが発生する。 The LED has a predetermined voltage (lighting voltage) for lighting, and is turned off at a voltage equal to or lower than the lighting voltage. When a full-wave rectified pulsating current voltage is applied, the pulsating current waveform voltage is turned on (on) at the above lighting voltage or higher, and turned off (off) at a voltage lower than that, and this is repeated, so this lighting is turned off. The repetition of the period from the extinction to the next illumination (extinguishing period) causes so-called flicker (flicker of illumination light). With a 50 Hz AC power supply, flicker occurs 100 times per second.

この消灯期間が長くなると、心理的にも不快な現象として認識される。このようなＬＥＤの点滅に伴う駆動回路の作動電流の変化は高調波を伴う電磁波として周囲に放射される。この電磁波はテレビやラジオ、医療用機器を含む様々な電子機器に干渉し、雑音の原因となる。 If this turn-off period becomes long, it is recognized as a psychologically unpleasant phenomenon. Such a change in the operating current of the drive circuit due to the blinking of the LED is radiated to the surroundings as an electromagnetic wave with a harmonic. This electromagnetic wave interferes with various electronic devices including televisions, radios, and medical devices, and causes noise.

なお、このようなＬＥＤ駆動回路からの高周波雑音の発生は、現在多くのＬＥＤ照明装置が採用している直流駆動方式では極めて顕著である。直流駆動方式は、交流を平滑直流電圧に一旦変換し、ＬＥＤを所定レベルの直流にて駆動させるものである。交流電源を直流化するために用いる交直変換回路、所謂インバータ回路でのスイッチング動作に起因してエネルギーの大きな高周波が発生する。さらに、このような電源回路は素子数も多く、回路が複雑になり、コスト高となっている。また、この場合の整流回路には電解コンデンサなどの大容量のコンデンサや電圧変圧器（トランス）を必要とする。このような電気部品は、ＬＥＤと比べて寿命が短く、長寿命の照明手段であることを特徴とするＬＥＤとの組み合わせは好ましくない。 The generation of high-frequency noise from such an LED drive circuit is extremely remarkable in the DC drive system currently adopted by many LED lighting devices. The DC driving method is a method in which AC is once converted into a smooth DC voltage, and the LED is driven with DC of a predetermined level. A high frequency of large energy is generated due to a switching operation in an AC/DC conversion circuit, which is used to convert an AC power supply into a direct current, that is, an inverter circuit. Further, such a power supply circuit has a large number of elements, the circuit is complicated, and the cost is high. Further, the rectifier circuit in this case requires a large-capacity capacitor such as an electrolytic capacitor and a voltage transformer. Such an electric component has a shorter life than an LED and is not preferable to be combined with an LED, which is a lighting means having a long life.

ＬＥＤの駆動に関する従来技術を開示したものとして、例えば、特許文献１には、直流駆動方式のＬＥＤ技術が開示されており、商用交流入力電流の高周波成分を低減させながら、直流平滑電圧で点灯させた場合と同等の光出力が得られるＬＥＤ点灯装置（ＬＥＤ駆動回路）が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a DC drive type LED technology as a related art of driving an LED, in which a high-frequency component of a commercial AC input current is reduced, and lighting is performed with a DC smoothing voltage. There is disclosed an LED lighting device (LED driving circuit) that can obtain a light output equivalent to that of the above case.

より具体的には、商用交流電流を全波整流する全波整流器の出力端に並列接続される第１のコンデンサと、第１のコンデンサに入力端を並列接続されるスイッチング電源回路部と、スイッチング電源回路部の出力端に接続されるＬＥＤ発光部と、ＬＥＤ発光部に並列接続される第２のコンデンサとを備え、第１のコンデンサの容量が１μＦ未満であり、第２のコンデンサはＬＥＤ発光部に流れる電流のリップル率が１未満になる容量に設定したものである。 More specifically, a first capacitor connected in parallel to the output terminal of a full-wave rectifier for full-wave rectifying commercial AC current, a switching power supply circuit unit whose input terminal is connected in parallel to the first capacitor, and a switching An LED light emitting unit connected to the output end of the power supply circuit unit and a second capacitor connected in parallel to the LED light emitting unit are provided, and the capacitance of the first capacitor is less than 1 μF, and the second capacitor emits the LED light. The capacitance is set so that the ripple rate of the current flowing through the section is less than 1.

一方、特許文献２には、直列接続された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ列を駆動するＬＥＤ駆動回路であって、交流入力を整流する整流器と。オペアンプと該オペアンプの出力群に分圧抵抗を介して接続された複数の駆動用トランジスタとを有する定電流回路とを備え、整流器の出力側の一端をＬＥＤ列の入力側に接続し、複数のトランジスタの出力側の一端をそれぞれ、ＬＥＤ列における異なるＬＥＤ群数の接続ポイントに接続することにより、交流入力の電圧に応じて複数のトランジスタが選択的にＬＥＤ列を駆動するように構成したＬＥＤ駆動回路が開示されている。 On the other hand, Patent Document 2 discloses an LED drive circuit that drives an LED array having a plurality of LEDs connected in series, and a rectifier that rectifies an AC input. A constant current circuit having an operational amplifier and a plurality of driving transistors connected to the output group of the operational amplifier via voltage dividing resistors is provided, and one end of the output side of the rectifier is connected to the input side of the LED string, By driving one end on the output side of each transistor to a connection point of a different number of LED groups in the LED string, a plurality of transistors are configured to selectively drive the LED string according to the voltage of the AC input. A circuit is disclosed.

特開２００９ー１３４９４５号公報JP, 2009-134945, A 特開２０１３ー２０９２９号公報JP, 2013-20929, A

しかしながら、普及の促進を考慮した結果、特許文献２に開示されたＬＥＤ駆動回路においても、交流入力で直接駆動できるような回路構成を採用していることから、例えば、５０Ｈｚの交流入力電圧であれば、全波整流した毎秒１００回にも及ぶ電圧の増減に対して、よりきめ細やかに電流も追従可能な改善されたＬＥＤ駆動回路が望まれる。また、特に多数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列を駆動する場合など、交流入力電圧の変動によりＬＥＤ列が点灯しない期間（消灯期間）が長くなってフリッカが顕著になる。 このような人の眼に感じるフリッカをさらに抑制可能なＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法が求められている。総合的に、簡便な構造で、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、信頼性が高いこととともに、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、高周波ノイズ問題がなく、低消費電力化と長寿命化を実現することが求められていると言える。 However, as a result of taking into consideration the promotion of widespread use, the LED drive circuit disclosed in Patent Document 2 also employs a circuit configuration that can be directly driven by an AC input. if, with respect to increase or decrease the voltage of up to 100 times per second full-wave rectification, LED driving circuit which is more fine finely currents also can follow improvements are desired. Further, particularly when driving an LED string in which a large number of LEDs are connected in series, the period in which the LED string is not lit (extinguishing period) becomes long due to fluctuations in the AC input voltage, and flicker becomes noticeable. There is a demand for a lighting device using an LED, a drive circuit for a lighting device using an LED, and a driving method for a lighting device using an LED, which can further suppress such flicker that the human eye can feel. Overall, with a simple structure, it is possible to reduce the number of parts, it can be manufactured at low cost, it has high reliability, stable light emission that solves the problems of flicker and dark time is obtained, and high frequency noise problem Therefore, it can be said that it is required to realize low power consumption and long life.

本発明は、これらの課題を解決し、簡便な構成で安定した発光が得られ、平滑コンデンサは不必要でコストダウンと信頼性向上がなされ、低消費電力を実現し、且つスイッチングレギュレータを使用しないので電磁波ノイズがまったく発生しないＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法を提供せんとするものである。 The present invention solves these problems, obtains stable light emission with a simple structure, does not require a smoothing capacitor, achieves cost reduction and reliability improvement, realizes low power consumption, and does not use a switching regulator. Therefore, it is an object of the present invention to provide an illuminating device using an LED, a drive circuit of an illuminating device using the LED, and a driving method of an illuminating device using the LED, in which no electromagnetic noise is generated.

本発明は、ＬＥＤを用いた照明装置であって、複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により、入力される交流波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失を最小化することを特徴とするＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 The present invention is an illumination device using LEDs, comprising a plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the LED light emitting elements, wherein the LED light emitting elements form an LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements. The LED matrix has a configuration in which a matrix structure change control circuit dynamically changes the LED connection structure in response to an input AC waveform, and optimizes a sequentially applied voltage and a required voltage of an element, A lighting device using an LED characterized by minimizing the loss in a control circuit and an element by optimizing the operation efficiency of a current control circuit, and a drive circuit for a lighting device using such an LED. A method of driving an illuminating device using an LED using the same.

また本発明は、該ＬＥＤマトリクスは２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子により構成され、該ＬＥＤマトリクス内でのマトリクス構造変更制御は全数より小さい２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、該マトリクス状発光エレメントの接続形態を変更するエレメントスイッチ回路へ最適な構造を確定するマトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的に変化させることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the LED matrix is constituted by a power of 2 LED light emitting elements, and the matrix structure change control in the LED matrix is constituted by a power of 2 LED light emitting elements smaller than the total number. The matrix light emitting element is divided into matrix light emitting elements, and the connection structure of the matrix light emitting element is changed. The element structure is determined dynamically by the matrix structure change control circuit that determines the optimum structure. A lighting device using an LED, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED using the same.

また本発明は、該マトリクス構造変更制御回路またはソフトウエアアルゴリズムが、逐次変化する電力交流波形電圧に対応して、正規化された基準電圧との比較を動的に行うことによりマトリクス制御構造ビットの出力値を最適な値に確定することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention provides a matrix control structure control circuit or software algorithm that dynamically compares with a normalized reference voltage in response to a power AC waveform voltage that changes in a sequential manner. A lighting device using an LED, characterized in that an output value is determined to be an optimum value, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED using the same. Is.

また本発明は、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなることを特徴とするＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is a lighting device using an LED, comprising a constant current control circuit such that a current applied to each LED light emitting element becomes constant regardless of a change in an LED connection structure. A driving circuit of a lighting device using such an LED, and a driving method of a lighting device using an LED using the same.

また本発明は、該一定電流制御回路が、該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてなることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is an illumination device using LEDs, wherein the constant current control circuit is arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix, and illumination using the LEDs is provided. A driving circuit of a device, and a driving method of a lighting device using an LED using the driving circuit.

また本発明は、該一括制御定電流制御回路が、定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 The present invention also provides a lighting device using LEDs, wherein the collective control constant current control circuit is a constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor. There is a driving circuit for an illuminating device using such an LED, and a driving method for an illuminating device using this LED.

また本発明は、該一定電流制御回路が、該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてなることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is an illumination device using LEDs, wherein the constant current control circuit is arranged inside the LED matrix as a constant current control element for each of the matrix light emitting elements, A driving circuit of an illumination device using such an LED, and a driving method of an illumination device using an LED using the same.

また本発明は、該一定電流制御回路が、該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてなることを特徴とし、また該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とし、さらに該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、印加される電圧にかかわらずフィードバックにより動的に一定電流制御を行うことを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is characterized in that the constant current control circuit is arranged inside the LED matrix as a constant current control element for each of the matrix light emitting elements, and a constant current for each matrix light emitting element is arranged. The control element is a constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor, and the constant current control element for each of the matrix light emitting elements is a voltage applied. A lighting device using an LED, which is characterized in that a constant current control is dynamically performed by feedback regardless of whether the LED is a driving circuit of the lighting device using the LED, or a lighting device using the LED. This is a method of driving the device.

また本発明は、複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ／又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備えることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention includes a plurality of LED light emitting elements and an LED driving circuit for driving the LED light emitting elements, the LED light emitting elements forming an LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements, and the LED matrix is a matrix structure modification. An LED that has a configuration that dynamically changes the LED connection structure according to the waveform applied by the control circuit and optimizes the voltage applied to each LED element according to the AC waveform voltage that changes sequentially And a synchronous waveform filter for generating a synchronous signal for the waveform of the input commercial power supply, a power supply unit for supplying a full-wave or double-wave rectified pulsating flow from the commercial power supply to the LED matrix. An operation state comparison detector for determining an operation state based on a signal from the waveform filter; an LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state; and a matrix structure change control circuit. A lighting device using an LED, a driving circuit for the lighting device using the LED, and a method for driving the lighting device using the LED.

また本発明は、該同期波形フィルタは商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部に接続され、該脈流からのフィルタリング信号を取得し、動作ステートを決定する動作ステート比較検出器に出力することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the synchronous waveform filter is connected to a power supply unit that supplies a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating flow to an LED matrix from a commercial power source, acquires a filtering signal from the pulsating flow, and determines an operation state. A lighting device using an LED, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of the lighting device using the LED, which is characterized by outputting to an operation state comparison detector Is.

また本発明は、該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタの双方に商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the power supply unit for supplying the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power source is a bridge rectifier, and the bridge rectifier is the LED matrix and the synchronous waveform filter. A illuminating device using LEDs, which is characterized in that it outputs a full-wave rectified or a double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to both of them, and is a drive circuit of the illuminating device using such LEDs. The driving method of the illuminating device using the LED.

また本発明は、該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備えることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power source is a bridge rectifier, and the bridge rectifier is connected to the LED matrix from the commercial power source. A first bridge rectifier that outputs a pulsating current that has been subjected to full-wave rectification or double-wave rectification, and a second bridge rectifier that outputs a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to the synchronous waveform filter. A lighting device using an LED, a driving circuit for a lighting device using the LED, and a method for driving an lighting device using the LED.

また本発明は、一定電流制御回路により制御するステート制御電流ルックアップテーブルを含み、該正規化された電圧と電流の関係を保持するルックアップテーブルと逐次変化する電圧比較により一括制御定電流制御回路による段階的な一定電流制御を行うことを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention includes a state control current look-up table controlled by a constant current control circuit, and a batch control constant current control circuit by a look-up table holding the relation between the normalized voltage and current and a voltage which changes sequentially. A lighting device using an LED, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED, which is characterized by performing stepwise constant current control by Is.

また本発明は、該複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスはＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、該マトリクス状発光エレメントは任意の構造を逐次変更するためのエレメントスイッチユニットによって連接され、各エレメントスイッチユニットがマトリクス構造変更制御回路からの制御信号に対応してその接続状態を変更することによって、ＬＥＤマトリクスの接続構造を最適な状態に変更することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, an LED matrix formed by the plurality of LED light emitting elements is divided into matrix light emitting elements formed by the LED light emitting elements, and the matrix light emitting elements are element switches for sequentially changing an arbitrary structure. Characterized in that the connection structure of the LED matrix is changed to an optimum state by being connected by the units and each element switch unit changes its connection state in response to a control signal from the matrix structure change control circuit. A lighting device using an LED, a driving circuit for the lighting device using the LED, and a driving method for a lighting device using the LED.

また本発明は、該エレメントスイッチユニットが、３個以上のスイッチを含んで構成され、これらスイッチの接続状態を変更することによりＬＥＤマトリクスの接続構造を変更することを特徴とし、さらに該スイッチは夫々電界効果トランジスタＦＥＴ、バイポーラトランジスタを含む切り替え回路であることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is characterized in that the element switch unit is configured to include three or more switches, and the connection structure of the LED matrix is changed by changing the connection state of these switches. A lighting device using an LED, which is a switching circuit including a field effect transistor FET and a bipolar transistor, a driving circuit of a lighting device using the LED, and a lighting device using the LED. This is a method of driving the device.

本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法は、簡便な構成でフリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり低コストで製造可能であり且つ長期信頼性が向上するとともに、高周波ノイズ問題がなく、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失の最小化を実現するＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法を提供できるという利点がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The lighting device using the LED, the driving circuit of the lighting device using the LED, and the driving method of the lighting device using the LED according to the present invention provide stable light emission that solves the problems of flicker and dark time with a simple structure. Therefore, the smoothing capacitor and the large-capacity electrolytic capacitor after rectification are not required, the manufacturing can be performed at low cost, the long-term reliability is improved, there is no high frequency noise problem, and the operation efficiency of the current control circuit is optimized. Accordingly, there is an advantage that a control circuit, a lighting device using an LED that realizes a minimum loss in an element, a driving circuit of a lighting device using an LED, and a driving method of a lighting device using an LED can be provided.

図１は、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法の機能を説明するための概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the functions of an illumination device using an LED, a drive circuit of an illumination device using an LED, and a driving method of an illumination device using an LED according to the present invention. 図２は、本実施例に於けるスイッチマトリクス動作の理解のための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for understanding the switch matrix operation in the present embodiment. 図３は、実用正規化を行ったあとの交流電圧と状態（ステート２乃至６）とＬＥＤアレイマトリクスのスイッチタイミング、波形同期のパターンを示した概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing the AC voltage and states (states 2 to 6) after the practical normalization, the switch timing of the LED array matrix, and the waveform synchronization pattern. 図４は、ＬＥＤアレイマトリクスのアレイ形状の変化パターンを説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a change pattern of the array shape of the LED array matrix. 図５は、ＬＥＤアレイマトリクスのアレイ形状の変化パターンを説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a change pattern of the array shape of the LED array matrix. 図６は、すべてのＬＥＤがＬＥＤの最小起動電圧ＶＦを越えた時点で全点灯が可能であることを説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining that all the LEDs can be fully turned on when the voltage exceeds the minimum activation voltage VF of the LEDs. 図７は、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路の機能ブロックダイヤグラムを示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a functional block diagram of a drive circuit of an illumination device using LEDs according to the present invention. 図８は、ＬＥＤエレメントスイッチユニットとＬＥＤエレメントの関係を示すＬＥＤエレメントスイッチブロックダイヤグラムである。FIG. 8 is an LED element switch block diagram showing the relationship between the LED element switch unit and the LED elements. 図９は、マトリクススイッチの動作を示す概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram showing the operation of the matrix switch. 図１０はマトリクススイッチユニット内のスイッチの状態と動作状態の関係を示す表である。FIG. 10 is a table showing the relationship between the states of the switches in the matrix switch unit and the operating states. 図１１は、マトリクススイッチの動作例を説明する概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an operation example of the matrix switch. 図１２は、マトリクススイッチの動作例を説明する概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating an operation example of the matrix switch. 図１３は、マトリクススイッチの動作例を説明する概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an operation example of the matrix switch. 図１４は、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路の実装形態の例を示す概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram showing an example of a mounting form of a drive circuit of an illumination device using an LED according to the present invention. 図１５は、本発明に係るエレメントスイッチユニットの直並列切り替え回路と単層基板上配線の方式を示した概念図である。FIG. 15 is a conceptual diagram showing a series-parallel switching circuit of the element switch unit and a wiring method on a single-layer board according to the present invention.

以下、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法を図面を用いて説明する。 Hereinafter, a lighting device using an LED, a driving circuit of a lighting device using an LED, and a driving method of a lighting device using an LED according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法の機能を説明するための概念図である。本発明は、従来ＬＥＤ素子はアナログ電球の代替として扱われていたものを、デジタルのビット列のように扱うことにより、簡便な構成でフリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり低コストで製造可能であり且つ長期信頼性が向上するとともに、高周波ノイズ問題がなく、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失の最小化を実現するＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法を実現した。 FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the functions of an illumination device using an LED, a drive circuit of an illumination device using an LED, and a driving method of an illumination device using an LED according to the present invention. According to the present invention, the LED element, which has been conventionally treated as a substitute for an analog light bulb, is treated like a digital bit string, so that stable light emission that solves the problems of flicker and dark time with a simple configuration can be obtained. By eliminating the need for smoothing capacitors and large-capacity electrolytic capacitors after rectification, which can be manufactured at low cost and which improves long-term reliability, there is no high frequency noise problem, and the operating efficiency of the current control circuit is optimized, A control circuit, a lighting device using an LED that realizes a minimum loss in an element, a driving circuit of a lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED are realized.

本発明は、ＬＥＤを用いた照明装置であって、複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により、入力される交流波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失を最小化することを特徴とするＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 The present invention is an illumination device using LEDs, comprising a plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the LED light emitting elements, wherein the LED light emitting elements form an LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements. The LED matrix has a configuration in which a matrix structure change control circuit dynamically changes the LED connection structure in response to an input AC waveform, and optimizes a sequentially applied voltage and a required voltage of an element, A lighting device using an LED characterized by minimizing the loss in a control circuit and an element by optimizing the operation efficiency of a current control circuit, and a drive circuit for a lighting device using such an LED. A method of driving an illuminating device using an LED using the same.

また本発明は、該ＬＥＤマトリクスは２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子により構成され、該ＬＥＤマトリクス内でのマトリクス構造変更制御は全数より小さい２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、該マトリクス状発光エレメントの接続形態を変更するエレメントスイッチ回路へ最適な構造を確定するマトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的に変化させることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the LED matrix is constituted by a power of 2 LED light emitting elements, and the matrix structure change control in the LED matrix is constituted by a power of 2 LED light emitting elements smaller than the total number. The matrix light emitting element is divided into matrix light emitting elements, and the connection structure of the matrix light emitting element is changed. The element structure is determined dynamically by the matrix structure change control circuit that determines the optimum structure. A lighting device using an LED, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED using the same.

また本発明は、該マトリクス構造変更制御回路またはソフトウエアアルゴリズムが、逐次変化する電力交流波形電圧に対応して、正規化された基準電圧との比較を動的に行うことによりマトリクス制御構造ビットの出力値を最適な値に確定することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention provides a matrix control structure control circuit or software algorithm that dynamically compares with a normalized reference voltage in response to a power AC waveform voltage that changes in a sequential manner. A lighting device using an LED, characterized in that an output value is determined to be an optimum value, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED using the same. Is.

また本発明は、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなることを特徴とするＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is a lighting device using an LED, comprising a constant current control circuit such that a current applied to each LED light emitting element becomes constant regardless of a change in an LED connection structure. A driving circuit of a lighting device using such an LED, and a driving method of a lighting device using an LED using the same.

また本発明は、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is an illumination device using LEDs, characterized in that it comprises a constant current control circuit such that the current applied to each LED light emitting element becomes constant regardless of the change in the LED connection structure. There is a driving circuit for an illuminating device using such an LED, and a driving method for an illuminating device using this LED.

また本発明は、該一括制御定電流制御回路が、定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 The present invention also provides a lighting device using LEDs, wherein the collective control constant current control circuit is a constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor. There is a driving circuit for an illuminating device using such an LED, and a driving method for an illuminating device using this LED.

また本発明は、該一定電流制御回路が、該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてなることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is an illumination device using LEDs, wherein the constant current control circuit is arranged inside the LED matrix as a constant current control element for each of the matrix light emitting elements, A driving circuit of an illumination device using such an LED, and a driving method of an illumination device using an LED using the same.

また本発明は、該一定電流制御回路が、該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてなることを特徴とし、また該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とし、さらに該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、印加される電圧にかかわらずフィードバックにより動的に一定電流制御を行うことを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is characterized in that the constant current control circuit is arranged inside the LED matrix as a constant current control element for each of the matrix light emitting elements, and a constant current for each matrix light emitting element is arranged. The control element is a constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor, and the constant current control element for each of the matrix light emitting elements is a voltage applied. A lighting device using an LED, which is characterized in that a constant current control is dynamically performed by feedback regardless of whether the LED is a driving circuit of the lighting device using the LED, or a lighting device using the LED. This is a method of driving the device.

また本発明は、複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ／又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備えることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention includes a plurality of LED light emitting elements and an LED driving circuit for driving the LED light emitting elements, the LED light emitting elements forming an LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements, and the LED matrix is a matrix structure modification. An LED that has a configuration that dynamically changes the LED connection structure according to the waveform applied by the control circuit and optimizes the voltage applied to each LED element according to the AC waveform voltage that changes sequentially And a synchronous waveform filter for generating a synchronous signal for the waveform of the input commercial power supply, a power supply unit for supplying a full-wave or double-wave rectified pulsating flow from the commercial power supply to the LED matrix. An operation state comparison detector for determining an operation state based on a signal from the waveform filter; an LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state; and a matrix structure change control circuit. A lighting device using an LED, a driving circuit for the lighting device using the LED, and a method for driving the lighting device using the LED.

また本発明は、該同期波形フィルタは商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部に接続され、該脈流からのフィルタリング信号を取得し、動作ステートを決定する動作ステート比較検出器に出力することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the synchronous waveform filter is connected to a power supply unit that supplies a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating flow to an LED matrix from a commercial power source, acquires a filtering signal from the pulsating flow, and determines an operation state. A lighting device using an LED, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of the lighting device using the LED, which is characterized by outputting to an operation state comparison detector Is.

また本発明は、該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタの双方に商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the power supply unit for supplying the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power source is a bridge rectifier, and the bridge rectifier is the LED matrix and the synchronous waveform filter. A illuminating device using LEDs, which is characterized in that it outputs a full-wave rectified or a double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to both of them, and is a drive circuit of the illuminating device using such LEDs. The driving method of the illuminating device using the LED.

また本発明は、該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備えることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, the power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power source is a bridge rectifier, and the bridge rectifier is connected to the LED matrix from the commercial power source. A first bridge rectifier that outputs a pulsating current that has been subjected to full-wave rectification or double-wave rectification, and a second bridge rectifier that outputs a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to the synchronous waveform filter. A lighting device using an LED, a driving circuit for a lighting device using the LED, and a method for driving an lighting device using the LED.

また本発明は、一定電流制御回路により制御するステート制御電流ルックアップテーブルを含み、該正規化された電圧と電流の関係を保持するルックアップテーブルと逐次変化する電圧比較により一括制御定電流制御回路による段階的な一定電流制御を行うことを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention includes a state control current look-up table controlled by a constant current control circuit, and a batch control constant current control circuit by a look-up table holding the relation between the normalized voltage and current and a voltage which changes sequentially. A lighting device using an LED, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED, which is characterized by performing stepwise constant current control by Is.

また本発明は、該複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスはＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、該マトリクス状発光エレメントは任意の構造を逐次変更するためのエレメントスイッチユニットによって連接され、各エレメントスイッチユニットがマトリクス構造変更制御回路からの制御信号に対応してその接続状態を変更することによって、ＬＥＤマトリクスの接続構造を最適な状態に変更することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, an LED matrix formed by the plurality of LED light emitting elements is divided into matrix light emitting elements formed by the LED light emitting elements, and the matrix light emitting elements are element switches for sequentially changing an arbitrary structure. Characterized in that the connection structure of the LED matrix is changed to an optimum state by connecting each element switch unit in response to a control signal from the matrix structure change control circuit. A lighting device using an LED, a driving circuit for the lighting device using the LED, and a driving method for a lighting device using the LED.

また本発明は、該エレメントスイッチユニットが、３個以上のスイッチを含んで構成され、これらスイッチの接続状態を変更することによりＬＥＤマトリクスの接続構造を変更することを特徴とし、さらに該スイッチは夫々電界効果トランジスタＦＥＴ、バイポーラトランジスタを含む切り替え回路であることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is characterized in that the element switch unit is configured to include three or more switches, and the connection structure of the LED matrix is changed by changing the connection state of these switches. A lighting device using an LED, which is a switching circuit including a field effect transistor FET and a bipolar transistor, a driving circuit of a lighting device using the LED, and a lighting device using the LED. This is a method of driving the device.

本発明は、電球照明装置の発展型ではなく、デジタル技術を適用した、新しい着想に基ついた照明電力制御方式であり、スイッチングレギュレータを使用しないので、電磁波ノイズがまったく発生せず、平滑コンデンサが不必要となるためコストダウンに寄与し、低電圧からの全ＬＥＤ素子の発光が可能なため良好なフリッカ性能を有し、寿命部品が無いので信頼性が非常に高いＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 The present invention is not an advanced type of a bulb lighting device, but a lighting power control system based on a new idea to which digital technology is applied. Since a switching regulator is not used, electromagnetic noise is not generated at all, and a smoothing capacitor is used. Since it is unnecessary, it contributes to cost reduction, has good flicker performance because all LED elements can emit light from a low voltage, and has no life parts, so a lighting device using LEDs with extremely high reliability, A driving circuit for an illumination device using LEDs and a method for driving an illumination device using LEDs.

本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置は、調光機能の追加も可能であり、街路灯、 防犯灯、病院、医療機器、アミューズメント施設、無線施設、航空機などに好適に応用でき、製品としては蛍光灯型直管、ベースライト、ダウンライト、投光器、交換型ＬＥＤ電球などに好適に用いられる。さらに、ＬＳＩ化が容易な回路構成のため、将来的に更なるコストダウンが可能である。 The lighting device using the LED, the driving circuit of the lighting device using the LED, and the lighting device using the LED according to the present invention can be added with a dimming function, and can be used for street lights, crime prevention lights, hospitals, medical equipment, It can be suitably applied to amusement facilities, wireless facilities, airplanes, etc., and as products, it is suitably used for fluorescent light type straight tubes, base lights, downlights, floodlights, exchangeable LED light bulbs and the like. Further, since the circuit configuration can be easily integrated into an LSI, further cost reduction can be achieved in the future.

図１は、本発明を説明するための図であり、理解しやすいことと、現状のＬＥＤ素子性能を勘案して、１２８個のＬＥＤをドライブする場合を実用的な例として説明したものである。ここで、本実施例においてＬＥＤマトリクスを構成する単位数を１２８個で説明を行ったが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく任意のサイズのマトリクスを形成する素子数にて構成することができる。ただし、その構成が２の冪乗になるようにすることが有利である。本実施例の説明とは別に、例えば６４個、３２個或いは２５６個のユニットからなる構成等も好適に適用することが出来る。 FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention, and illustrates a case where 128 LEDs are driven as a practical example in consideration of easy understanding and current LED element performance. .. Although the number of units forming the LED matrix is 128 in the present embodiment, the present invention is not limited to such a configuration and the number of elements forming a matrix of an arbitrary size is used. be able to. However, it is advantageous that the configuration be a power of 2. Apart from the description of the present embodiment, for example, a configuration including 64, 32, or 256 units can be preferably applied.

本発明に於いては、ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により、入力される交流波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失を最小化する。 In the present invention, the LED light emitting elements form an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements, and the LED matrix is dynamically changed by the matrix structure change control circuit in accordance with the input AC waveform. It has a configuration for changing the LED connection structure, optimizes the applied voltage that changes sequentially and the required voltage of the element, and optimizes the operation efficiency of the current control circuit, thereby minimizing the loss in the control circuit and the element.

図１に示した例に於いては、ビット数は１２８個であるから、２進冪乗で考えると、必要となる２進桁数は７ビットとなる。本実施例に於いては、７ビットのＬＥＤを順次桁数ごとに切り替えてＬＥＤの接続構造を変化させることにより、逐次変化する交流波形電圧ごとにＬＥＤにかかる電圧を最適化する方法を概念的に示している。 In the example shown in FIG. 1, since the number of bits is 128, given in binary exponentiation, binary digit number required will be 7 bits. In this embodiment, a method of optimizing the voltage applied to the LED for each AC waveform voltage that changes sequentially by changing the LED connection structure by sequentially switching the 7-bit LED for each digit number is conceptual. Is shown in.

図２は、本実施例に於けるスイッチマトリクス動作の理解のための説明図である。最高動作電圧を超える電圧域に於いては図中最上段に示すように全ＬＥＤ発光素子が直列になるようにスイッチされる。電圧が最高動作電圧の１／２の場合は１／２直列となるようにスイッチされる。以下、ビット数に対応してマトリクスがスイッチングされ、最終的に最高動作電圧の１／１２８の場合はすべて並列になるようにスイッチングされる。 FIG. 2 is an explanatory diagram for understanding the switch matrix operation in the present embodiment. In the voltage range exceeding the maximum operating voltage, all the LED light emitting elements are switched in series as shown in the uppermost row in the figure. When the voltage is ½ of the maximum operating voltage, it is switched to ½ series. Thereafter, the matrix is switched according to the number of bits, and finally, in the case of 1/128 of the maximum operating voltage, switching is performed in parallel.

論理的には１２８個のＬＥＤを２の冪乗となる形状に逐次変化させ、同時に要求される電圧を加えればよいが、実際のＬＥＤ素子の動作電圧は最低でも３Ｖ必要となるため、それぞれのマトリクススイッチの形状の要求電圧は、必ずしも交流１００Ｖの周期的な電圧波形と一致しない。そのため、正規化を行うことによりマトリクス構造制御ビットの最適化を行う。図３は、本実施例に於ける正規化の例を示したものであり、このような正規化により高効率な駆動が実現される。 Theoretically, 128 LEDs may be sequentially changed to a power of 2 and the required voltage may be applied at the same time. However, since the actual operating voltage of the LED element is at least 3V, each of them is required. The required voltage in the shape of the matrix switch does not necessarily match the periodic voltage waveform of 100 V AC. Therefore, the matrix structure control bits are optimized by performing normalization. FIG. 3 shows an example of normalization in this embodiment, and such normalization realizes highly efficient driving.

図４は、実用正規化を行ったあとの交流電圧と状態（ステート２乃至６）とＬＥＤアレイマトリクスのスイッチタイミング、波形同期のパターンを示した概念図である。実用化の為のマトリクス構造の切り替え方法と基板上配線数の決定のため、かかる正規化が必要となる。動作メカニズムとしては、交流電源の変化する電圧に応じた動作ステートに従い、ＬＥＤマトリクスを動的に変形させると同時に、逐次変化するＬＥＤエレメントの印加電圧に応じてその動作ステートに必要となるＬＥＤの電流値も制御する。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing an AC voltage and states (states 2 to 6) after the practical normalization, a switch timing of the LED array matrix, and a pattern of waveform synchronization. Such normalization is necessary for the switching method of the matrix structure and the determination of the number of wirings on the substrate for practical use. As an operation mechanism, the LED matrix is dynamically deformed according to the operation state according to the changing voltage of the AC power supply, and at the same time, the LED current required for the operation state according to the applied voltage of the LED element which is sequentially changed. It also controls the value.

図５は、ＬＥＤアレイマトリクスのアレイ形状の変化パターンを説明する図である。ＬＥＤアレイマトリクスを直列、並列で切り替えることにより全ＬＥＤをどの動作電圧でも点灯させることができる。本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法は、１２８個のＬＥＤアレイ形状を入力される交流波形に伴って、並列、直列構造を変化させることにより、印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失（廃熱）を最小化することができる。 FIG. 5 is a diagram for explaining a change pattern of the array shape of the LED array matrix. All LEDs can be turned on at any operating voltage by switching the LED array matrix in series or in parallel. The lighting device using the LED, the driving circuit of the lighting device using the LED, and the driving method of the lighting device using the LED according to the present invention include 128 LED array shapes arranged in parallel according to an input AC waveform. By changing the series structure, the applied voltage and the required voltage of the element are optimized, and the operating efficiency of the current control circuit is optimized, so that the loss (waste heat) in the control circuit and element can be minimized. ..

本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法は、すべてのＬＥＤは、ＬＥＤの最小起動電圧ＶＦを越えた時点で全点灯が可能である。図６は、すべてのＬＥＤがＬＥＤの最小起動電圧ＶＦを越えた時点で全点灯が可能であることを説明する図である。交流電圧の低い部分では並列化されているために、低電圧から点灯可能となる。また、常時すべてのＬＥＤが点灯しているため、一般的なコンデンサレス方式とは異なり、フリッカが発生しないという利点がある。 The lighting device using the LED, the driving circuit of the lighting device using the LED, and the driving method of the lighting device using the LED according to the present invention are all turned on when all the LEDs exceed the minimum starting voltage VF of the LED. Is possible. FIG. 6 is a diagram for explaining that all the LEDs can be fully turned on when the voltage exceeds the minimum activation voltage VF of the LEDs. Since the part where the AC voltage is low is parallelized, it is possible to light from a low voltage. Further, since all the LEDs are constantly lit, there is an advantage that flicker does not occur unlike the general capacitorless system.

図７は、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路の機能ブロックダイヤグラムを示す概念図である。本発明に於いては、ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により、入力される交流波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化される。本発明は、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなる。該一定電流制御回路は、該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてもよく、該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてもよい。本図は、そのいずれをも記載しているが、実際はいずれか一を選択すれば良い。 FIG. 7 is a conceptual diagram showing a functional block diagram of a drive circuit of an illumination device using LEDs according to the present invention. In the present invention, the LED light emitting elements form an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements, and the LED matrix is dynamically changed by the matrix structure change control circuit in accordance with the input AC waveform. The LED connection structure is changed, and the applied voltage that changes sequentially and the required voltage of the element are optimized, and the operation efficiency of the current control circuit is optimized. The present invention comprises a constant current control circuit that keeps the current applied to each LED light emitting element constant regardless of changes in the LED connection structure. The constant current control circuit may be arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix, or may be arranged inside the LED matrix as a constant current control element for each of the matrix light emitting elements. .. Although the figure shows both of them, in actuality, any one may be selected.

該一括制御定電流制御回路としては、定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路が好適に用いられる。また、該一定電流制御回路が、該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されて場合には、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路が好適に用いられ、さらに該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、印加される電圧にかかわらずフィードバックにより動的に一定電流制御を行うことが望ましい。 As the collective control constant current control circuit, a constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor is preferably used. Further, when the constant current control circuit is arranged inside the LED matrix as a constant current control element for each matrix light emitting element, the constant current control element for each matrix light emitting element is a constant current control element. A constant current circuit including a device (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor is preferably used, and the constant current control device for each matrix light emitting element is dynamically fed back regardless of the applied voltage. It is desirable to carry out constant current control.

また本発明は、複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ／又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備えることを特徴とする。 Further, the present invention includes a plurality of LED light emitting elements and an LED driving circuit for driving the LED light emitting elements, the LED light emitting elements forming an LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements, and the LED matrix is a matrix structure modification. An LED that has a configuration that dynamically changes the LED connection structure according to the waveform applied by the control circuit and optimizes the voltage applied to each LED element according to the AC waveform voltage that changes sequentially And a synchronous waveform filter for generating a synchronous signal for the waveform of the input commercial power supply, a power supply unit for supplying a full-wave or double-wave rectified pulsating flow from the commercial power supply to the LED matrix. An operation state comparison detector for determining an operation state based on a signal from the waveform filter; an LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state; and a matrix structure change control circuit. Characterize.

ここで、同期波形フィルタは商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部に接続され、該脈流からのフィルタリング信号を取得して、動作ステートを決定する動作ステート比較検出器に出力する。該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器が好適に用いられる。該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタの双方に商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する形態、或いは該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備える形態、のいずれかの形態を選択することができる。Here, the synchronous waveform filter is connected to a power supply unit that supplies the LED matrix with a pulsating flow that is full-wave rectified or double-wave rectified from a commercial power supply, acquires a filtering signal from the pulsating flow, and determines an operation state. Output to the state comparison detector. A bridge rectifier is preferably used as a power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power supply. The bridge rectifier outputs a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from a commercial power source to both the LED matrix and the synchronous waveform filter, or a pulse rectified or full-wave rectified from the commercial power source to the LED matrix. A first bridge rectifier that outputs a current and a second bridge rectifier that outputs a full-wave rectified or a double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to the synchronous waveform filter can be selected. it can.

図８は、ＬＥＤエレメントスイッチユニットとＬＥＤエレメントの関係を示すＬＥＤエレメントスイッチブロックダイヤグラムである。 FIG. 8 is an LED element switch block diagram showing the relationship between the LED element switch unit and the LED elements.

かかる構成により、入力される交流波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失を最小化することが可能となる。なお、各ＬＥＤエレメントは１個の素子でも集合型の素子でも問題なく好適に用いることが出来る。 With such a configuration, the LED connection structure is dynamically changed in accordance with the input AC waveform, the applied voltage that changes sequentially and the required voltage of the element are optimized, and the operation efficiency of the current control circuit is optimized. By doing so, it becomes possible to minimize the loss in the control circuit and the element. It should be noted that each LED element can be preferably used as a single element or a collective element without any problem.

図９は、マトリクススイッチの動作を示す概念図である。また、図１０はマトリクススイッチユニット内のスイッチの状態と動作状態の関係を示す表である。具体的には、スイッチ１及び２がオンでスイッチ３がオフの場合は該ユニットは並列接続を形成し、スイッチ１及び２がオフでスイッチ３がオンの場合は該ユニットは直列接続を形成する。これらのマトリクススイッチユニットの制御により、ＬＥＤマトリクス内でのマトリクス構造変更制御が実現される。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing the operation of the matrix switch. FIG. 10 is a table showing the relationship between the states of the switches in the matrix switch unit and the operating states. Specifically, when switches 1 and 2 are on and switch 3 is off, the units form a parallel connection, and when switches 1 and 2 are off and switch 3 is on, the units form a series connection. .. Control of these matrix switch units realizes matrix structure change control in the LED matrix.

図１１乃至図１３は、マトリクススイッチの動作例を説明する概念図である。マトリクスエレメントスイッチの切り替えにより、図１１では全並列、図１２では全直列、図１３では１／２並列の状態が得られる。このように、マトリクススイッチユニットの制御により、ＬＥＤマトリクス内で必要なマトリクス状発光エレメントの全ての接続形態を実現することが出来る。該ＬＥＤマトリクスは２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子により構成され、該ＬＥＤマトリクス内でのマトリクス構造変更制御は全数より小さい２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、該マトリクス状発光エレメントの接続形態を変更するエレメントスイッチ回路へ最適な構造を確定するマトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的に変化させることが出来る。 11 to 13 are conceptual diagrams illustrating an operation example of the matrix switch. By switching the matrix element switches, the state of full parallel in FIG. 11, full series in FIG. 12, and half parallel in FIG. 13 can be obtained. In this way, by controlling the matrix switch unit, it is possible to realize all the connection forms of the matrix-shaped light emitting elements required in the LED matrix. The LED matrix is composed of a power of 2 LED light emitting elements, and the matrix structure change control in the LED matrix is a matrix light emitting element composed of a power of 2 smaller than the total number of LED light emitting elements. Can be dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit that determines the optimum structure for the element switch circuit that changes the connection form of the matrix light emitting element.

また本発明は、該マトリクス構造変更制御回路またはソフトウエアアルゴリズムが、逐次変化する電力交流波形電圧に対応して、正規化された基準電圧との比較を動的に行うことによりマトリクス制御構造ビットの出力値を最適な値に確定することを特徴とする。図１４は、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路の実装形態の例を示す概念図である。本発明に於いては、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなることが望ましい。該一定電流制御回路は、該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてもよく、該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてもよい。 Further, the present invention provides a matrix control structure control circuit or software algorithm that dynamically compares with a normalized reference voltage in response to a power AC waveform voltage that changes in a sequential manner. It is characterized in that the output value is set to an optimum value. FIG. 14 is a conceptual diagram showing an example of a mounting form of a drive circuit of an illumination device using an LED according to the present invention. In the present invention, it is desirable to provide a constant current control circuit that makes the current applied to each LED light emitting element constant regardless of the change in the LED connection structure. The constant current control circuit may be arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix, or may be arranged inside the LED matrix as a constant current control element for each of the matrix light emitting elements. ..

また本発明は、複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ／又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備えるＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention includes a plurality of LED light emitting elements and an LED driving circuit for driving the LED light emitting elements, the LED light emitting elements forming an LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements, and the LED matrix is a matrix structure modification. An LED that has a configuration that dynamically changes the LED connection structure according to the waveform applied by the control circuit and optimizes the voltage applied to each LED element according to the AC waveform voltage that changes sequentially And a synchronous waveform filter for generating a synchronous signal for the waveform of the input commercial power supply, a power supply unit for supplying a full-wave or double-wave rectified pulsating flow from the commercial power supply to the LED matrix. An LED including an operation state comparison detector for determining an operation state based on a signal from a waveform filter, an LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state, and a matrix structure change control circuit. A lighting device used, a driving circuit of the lighting device using such an LED, and a driving method of the lighting device using the LED using the same.

ここで、同期波形フィルタは商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部に接続され、該脈流からのフィルタリング信号を取得し、動作ステートを決定する動作ステート比較検出器に出力する。該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器が好適に用いられる。該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタの双方に商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する形態、或いは該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備える形態、のいずれかの形態を選択することができる。 Here, the synchronous waveform filter is connected to a power supply unit that supplies the LED matrix with a pulsating flow that is full-wave rectified or double-wave rectified from a commercial power source, acquires a filtering signal from the pulsating flow, and determines an operating state. Output to comparative detector. A bridge rectifier is preferably used as a power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power supply. The bridge rectifier outputs a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from a commercial power source to both the LED matrix and the synchronous waveform filter, or a pulse rectified or full-wave rectified from the commercial power source to the LED matrix. A first bridge rectifier that outputs a current and a second bridge rectifier that outputs a full-wave rectified or a double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to the synchronous waveform filter can be selected. it can.

図１４は、該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備える形態を示しているが、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、マトリクスアレーへの給電部及び波形分析フィルタの双方に整流後の出力が供給されるような構成であれば良い。 FIG. 14 shows a first bridge rectifier that outputs a full-wave rectified or double-wave rectified pulse from a commercial power source to the LED matrix and a full-wave rectified or double-wave rectified pulse from the commercial power source to the synchronous waveform filter. However, the present invention is not limited to such a mode, and the rectified output is supplied to both the power supply section to the matrix array and the waveform analysis filter. Any configuration will do.

また本発明は、一定電流制御回路により制御するステート制御電流ルックアップテーブルを含み、該正規化された電圧と電流の関係を保持するルックアップテーブルと逐次変化する電圧比較により一括制御定電流制御回路による段階的な一定電流制御を行うことを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention includes a state control current look-up table controlled by a constant current control circuit, and a batch control constant current control circuit by a look-up table holding the relation between the normalized voltage and current and a voltage which changes sequentially. A lighting device using an LED, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a driving method of a lighting device using the LED, which is characterized by performing stepwise constant current control by Is.

また本発明は、該複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスはＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、該マトリクス状発光エレメントは任意の構造を逐次変更するためのエレメントスイッチユニットによって連接され、各エレメントスイッチユニットがマトリクス構造変更制御回路からの制御信号に対応してその接続状態を変更することによって、ＬＥＤマトリクスの接続構造を最適な状態に変更することを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, according to the present invention, an LED matrix formed by the plurality of LED light emitting elements is divided into matrix light emitting elements formed by the LED light emitting elements, and the matrix light emitting elements are element switches for sequentially changing an arbitrary structure. Characterized in that the connection structure of the LED matrix is changed to an optimum state by being connected by the units and each element switch unit changes its connection state in response to a control signal from the matrix structure change control circuit. A lighting device using an LED, a driving circuit for the lighting device using the LED, and a driving method for a lighting device using the LED.

また本発明は、該エレメントスイッチユニットが、３個以上のスイッチを含んで構成され、これらスイッチの接続状態を変更することによりＬＥＤマトリクスの接続構造を変更することを特徴とし、さらに該スイッチは夫々電界効果トランジスタＦＥＴ、バイポーラトランジスタを含む切り替え回路であることを特徴とする、ＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法である。 Further, the present invention is characterized in that the element switch unit is configured to include three or more switches, and the connection structure of the LED matrix is changed by changing the connection state of these switches. A lighting device using an LED, which is a switching circuit including a field effect transistor FET and a bipolar transistor, a driving circuit of a lighting device using the LED, and a lighting device using the LED. This is a method of driving the device.

図１５は、本発明に係るエレメントスイッチユニットの直並列切り替え回路と単層基板上配線の方式を示した概念図である。かかる構成になる配線を用いることにより、より簡便に本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置であり、かかるＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路であり、これを用いたＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法が実現される。 FIG. 15 is a conceptual diagram showing a series-parallel switching circuit of the element switch unit and a wiring method on a single-layer board according to the present invention. By using the wiring having such a configuration, a lighting device using the LED according to the present invention can be more easily provided, a driving circuit of the lighting device using the LED, and a lighting device using the LED using the same. A driving method is realized.

ここで、一連の説明においてＬＥＤマトリクスを構成する単位数を１２８個で説明を行ったが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく任意のサイズのマトリクスを形成する素子数にて構成することができる。ただし、その構成が２の冪乗になるようにすることが有利であることは述べて来た通りである。本実施例の説明とは別に、例えば６４個、３２個或いは２５６個のユニットからなる構成等も好適に適用することが出来る。 Here, in the series of description, the number of units forming the LED matrix is 128, but the present invention is not limited to such a configuration, and the number of elements forming a matrix of an arbitrary size is used. be able to. However, as described above, it is advantageous to make the configuration thereof a power of two. Apart from the description of the present embodiment, for example, a configuration including 64, 32, or 256 units can be preferably applied.

以上述べてきたように、本発明に係る構成を用いることにより、本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法は、簡便な構成でフリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり低コストで製造可能であり且つ長期信頼性が向上するとともに、高周波ノイズ問題がなく、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失の最小化を実現するＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法を提供できる。 As described above, by using the configuration according to the present invention, the lighting device using the LED, the driving circuit of the lighting device using the LED, and the driving method of the lighting device using the LED according to the present invention are simple. With this configuration, stable light emission that solves the problems of flicker and dark time can be obtained, the smoothing capacitor after rectification and the large-capacity electrolytic capacitor are not required, it can be manufactured at low cost, and long-term reliability is improved. There is no noise problem and the operating efficiency of the current control circuit is optimized so that a control circuit, a lighting device using an LED that realizes a minimum loss in an element, a drive circuit of a lighting device using an LED, and an LED are provided. It is possible to provide a driving method of the used illumination device.

本発明に係る本発明に係るＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法は、簡便な構成でフリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり低コストで製造可能であり且つ長期信頼性が向上するとともに、高周波ノイズ問題がなく、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失の最小化を実現するＬＥＤを用いた照明装置、ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路及びＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法が実現され、以って産業上の利用価値は多大であると言える。 The lighting device using the LED, the driving circuit of the lighting device using the LED, and the driving method of the lighting device using the LED according to the present invention according to the present invention have a simple structure and can solve the problems of flicker and dark time. It is possible to obtain the emitted light, the smoothing capacitor after rectification and the large-capacity electrolytic capacitor are not required, and it is possible to manufacture at low cost, the long-term reliability is improved, there is no high frequency noise problem, and the operation efficiency of the current control circuit is optimal. As a result, a control circuit, a lighting device using an LED that realizes a minimum loss in an element, a driving circuit of a lighting device using an LED, and a driving method of a lighting device using an LED are realized. It can be said that the industrial utility value is enormous.

Claims (48)

複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、
商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、
入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、
該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、
該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ/又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備え、
該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、
該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備え、
逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失を最小化することを特徴とする、
ＬＥＤを用いた照明装置。 A plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the same,
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration for dynamically changing the LED connection structure in accordance with the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using an LED that optimizes a voltage applied to each LED element according to a sequentially changing AC waveform voltage,
A power supply unit that supplies a full-wave or double-wave rectified pulsating current from a commercial power supply to the LED matrix,
A sync waveform filter that generates a sync signal for the waveform of the input commercial power supply,
An operation state comparison detector for determining an operation state according to a signal from the synchronous waveform filter,
An LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state and a matrix structure change control circuit,
The power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power source is a bridge rectifier,
The bridge rectifier outputs a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from the commercial power source to the LED matrix and a first bridge rectifier that outputs a full-wave rectified or double-wave rectified pulse from the commercial power source to the synchronous waveform filter. Equipped with a second bridge rectifier to
The loss of the control circuit and the element is minimized by optimizing the sequentially changing applied voltage and the required voltage of the element and optimizing the operation efficiency of the current control circuit.
Lighting device using LED. 複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
該ＬＥＤを用いた照明装置は、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備え、
該一定電流制御回路は、該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてなり、
該ＬＥＤを用いた照明装置は、一定電流制御回路により制御するステート制御電流ルックアップテーブルを含み、
該正規化された電圧と電流の関係を保持するルックアップテーブルと逐次変化する電圧比較により一括制御定電流制御回路による段階的な一定電流制御を行うことを特徴とする、
ＬＥＤを用いた照明装置。 A plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the same,
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using the LED is provided with a constant current control circuit such that the current applied to each LED light emitting element is constant regardless of the change in the LED connection structure,
The constant current control circuit is arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix,
A lighting device using the LED includes a state control current lookup table controlled by a constant current control circuit,
It is characterized in that stepwise constant current control is performed by a collective control constant current control circuit by means of a lookup table holding the normalized relationship between the voltage and the current and a voltage comparison that changes sequentially.
Lighting device using LEDs. 該ＬＥＤマトリクスは２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子により構成され、
該ＬＥＤマトリクス内でのマトリクス構造変更制御は全数より小さい２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、
該マトリクス状発光エレメントの接続形態を変更するエレメントスイッチ回路へ最適な構造を確定するマトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的に変化させることを特徴とする、
請求項１又は２記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The LED matrix is composed of a power of 2 LED light emitting elements,
The matrix structure change control in the LED matrix is divided into matrix light emitting elements constituted by a power of 2 less than the total number of LED light emitting elements,
Characterized in that it is dynamically changed according to a waveform applied by a matrix structure change control circuit that determines an optimum structure for an element switch circuit that changes the connection form of the matrix light emitting element.
A lighting device using the LED according to claim 1. 該マトリクス構造変更制御回路またはソフトウエアアルゴリズムは、逐次変化する電力交流波形電圧に対応して、正規化された基準電圧との比較を動的に行うことによりマトリクス制御構造ビットの出力値を最適な値に確定することを特徴とする、
請求項１乃至３の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The matrix structure modification control circuit or software algorithm dynamically compares the output value of the matrix control structure bit with the normalized reference voltage in accordance with the power AC waveform voltage that changes sequentially, thereby optimizing the output value of the matrix control structure bit. Characterized by fixing the value,
An illumination device using the LED according to claim 1. 該ＬＥＤを用いた照明装置は、
夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなることを特徴とする、
請求項１乃至４の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 A lighting device using the LED is
A constant current control circuit is provided so that the current applied to each LED light emitting element is constant regardless of the change in the LED connection structure.
An illuminating device using the LED according to claim 1. 該一定電流制御回路は、
該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてなることを特徴とする、
請求項５に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The constant current control circuit is
It is arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix,
A lighting device using the LED according to claim 5. 該一括制御定電流制御回路は、
定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、
請求項６に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The collective control constant current control circuit is
A constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor,
A lighting device using the LED according to claim 6. 該一定電流制御回路は、
該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてなることを特徴とする、
請求項５に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The constant current control circuit is
Inside the LED matrix, a constant current control element for each of the matrix light emitting elements is arranged.
A lighting device using the LED according to claim 5. 該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、
定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、
請求項８に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The constant current control element for each of the matrix light emitting elements is
A constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor,
A lighting device using the LED according to claim 8. 該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、
印加される電圧にかかわらずフィードバックにより動的に一定電流制御を行うことを特徴とする、
請求項８又は９に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The constant current control element for each of the matrix light emitting elements is
Characterized by performing constant current control dynamically by feedback regardless of the applied voltage,
A lighting device using the LED according to claim 8. 複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、
商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、
入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、
該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、
該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ／又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備えることを特徴とする、
請求項１乃至１０の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 A plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the same,
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using an LED that optimizes a voltage applied to each LED element according to a sequentially changing AC waveform voltage,
A power supply unit that supplies a full-wave or double-wave rectified pulsating current from a commercial power supply to the LED matrix,
A synchronous waveform filter that generates a synchronous signal for the waveform of the commercial power supply that is input,
An operation state comparison detector for determining an operation state according to a signal from the synchronous waveform filter,
An LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state, and a matrix structure change control circuit.
A lighting device using the LED according to claim 1. 該同期波形フィルタは商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部に接続され、
該脈流からのフィルタリング信号を取得し、動作ステートを決定する動作ステート比較検出器に出力することを特徴とする、
請求項１１記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The synchronous waveform filter is connected to a power supply unit that supplies a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to the LED matrix,
A filtering signal from the pulsating flow is obtained and output to a motion state comparison detector that determines a motion state.
A lighting device using the LED according to claim 11. 該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、
該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタの双方に商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力することを特徴とする、
請求項１１又は１２記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power supply is a bridge rectifier,
The bridge rectifier outputs full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to both the LED matrix and the synchronous waveform filter.
A lighting device using the LED according to claim 11. 該複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスはＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、
該マトリクス状発光エレメントは任意の構造を逐次変更するためのエレメントスイッチユニットによって連接され、
各エレメントスイッチユニットがマトリクス構造変更制御回路からの制御信号に対応してその接続状態を変更することによって、ＬＥＤマトリクスの接続構造を最適な状態に変更することを特徴とする、
請求項１乃至１３の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements is divided into matrix light emitting elements composed of the LED light emitting elements,
The matrix light emitting elements are connected by an element switch unit for sequentially changing an arbitrary structure,
Each element switch unit changes its connection state in response to a control signal from the matrix structure change control circuit, thereby changing the connection structure of the LED matrix to an optimum state.
An illumination device using the LED according to claim 1. 該エレメントスイッチユニットは、
３個以上のスイッチを含んで構成され、
これらスイッチの接続状態を変更することによりＬＥＤマトリクスの接続構造を変更することを特徴とする、
請求項１４に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The element switch unit is
Consists of three or more switches,
Characterized in that the connection structure of the LED matrix is changed by changing the connection state of these switches.
A lighting device using the LED according to claim 14. 該エレメントスイッチユニットは、
３個以上のスイッチを含んで構成され、
該スイッチは夫々電界効果トランジスタＦＥＴ、バイポーラトランジスタを含む切り替え回路であることを特徴とする、
請求項１５に記載のＬＥＤを用いた照明装置。 The element switch unit is
Consists of three or more switches,
The switch is a switching circuit including a field effect transistor FET and a bipolar transistor, respectively.
A lighting device using the LED according to claim 15. 複数のＬＥＤ発光素子を駆動するＬＥＤ駆動回路であって、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、
商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、
入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、
該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、
該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ/又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備え、
該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、
該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備え、
逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失を最小化することを特徴とする、
ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 An LED drive circuit for driving a plurality of LED light emitting elements, comprising:
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using an LED that optimizes a voltage applied to each LED element according to a sequentially changing AC waveform voltage,
A power supply unit that supplies a full-wave or double-wave rectified pulsating current from a commercial power supply to the LED matrix,
A synchronous waveform filter that generates a synchronous signal for the waveform of the commercial power supply that is input,
An operation state comparison detector for determining an operation state according to a signal from the synchronous waveform filter,
An LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state, and a matrix structure change control circuit,
The power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power supply is a bridge rectifier,
The bridge rectifier outputs a full-wave rectified or full-wave rectified pulsating current from the commercial power source to the LED matrix and a full-wave rectified or double-wave rectified pulse current from the commercial power source to the synchronous waveform filter. Equipped with a second bridge rectifier to
A characteristic that the loss in the control circuit and the element is minimized by optimizing the sequentially changing applied voltage and the required voltage of the element and optimizing the operation efficiency of the current control circuit.
A drive circuit for an illumination device using LEDs. 複数のＬＥＤ発光素子を駆動するＬＥＤ駆動回路であって、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
該ＬＥＤを用いた照明装置は、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備え、
該一定電流制御回路は、該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてなり、
該ＬＥＤを用いた照明装置は、一定電流制御回路により制御するステート制御電流ルックアップテーブルを含み、
該正規化された電圧と電流の関係を保持するルックアップテーブルと逐次変化する電圧比較により一括制御定電流制御回路による段階的な一定電流制御を行うことを特徴とする、
ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 An LED drive circuit for driving a plurality of LED light emitting elements, comprising:
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using the LED is provided with a constant current control circuit such that the current applied to each LED light emitting element is constant regardless of the change in the LED connection structure,
The constant current control circuit is arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix,
A lighting device using the LED includes a state control current lookup table controlled by a constant current control circuit,
It is characterized in that stepwise constant current control is performed by a collective control constant current control circuit by means of a lookup table holding the relation between the normalized voltage and the current and a voltage comparison which changes sequentially.
A drive circuit for an illumination device using LEDs. 該ＬＥＤマトリクスは２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子により構成され、
該ＬＥＤマトリクス内でのマトリクス構造変更制御は全数より小さい２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、
該マトリクス状発光エレメントの接続形態を変更するエレメントスイッチ回路へ最適な構造を確定するマトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的に変化させることを特徴とする、
請求項１７又は１８記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The LED matrix is composed of a power of 2 LED light emitting elements,
The matrix structure change control in the LED matrix is divided into matrix light emitting elements configured by a power of 2 less than the total number of LED light emitting elements,
Characterized in that it is dynamically changed according to a waveform applied by a matrix structure change control circuit that determines an optimum structure for an element switch circuit that changes the connection form of the matrix light emitting element.
A drive circuit of a lighting device using the LED according to claim 17. 該マトリクス構造変更制御回路またはソフトウエアアルゴリズムは、逐次変化する電力交流波形電圧に対応して、正規化された基準電圧との比較を動的に行うことによりマトリクス制御構造ビットの出力値を最適な値に確定することを特徴とする、
請求項１７乃至１９の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The matrix structure change control circuit or software algorithm dynamically compares the output value of the matrix control structure bit with the normalized reference voltage in response to the power AC waveform voltage that changes sequentially, thereby optimizing the output value of the matrix control structure bit. Characterized by fixing the value,
A drive circuit of a lighting device using the LED according to any one of claims 17 to 19. 該ＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路は、
夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなることを特徴とする、
請求項１７乃至２０の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The drive circuit of the lighting device using the LED is
A constant current control circuit is provided so that the current applied to each LED light emitting element is constant regardless of the change in the LED connection structure.
A drive circuit for a lighting device using the LED according to claim 17. 該一定電流制御回路は、
該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてなることを特徴とする、
請求項２１に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The constant current control circuit is
It is arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix,
A drive circuit for a lighting device using the LED according to claim 21. 該一括制御定電流制御回路は、
定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、
請求項２２に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The collective control constant current control circuit is
A constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor,
A drive circuit of an illumination device using the LED according to claim 22. 該一定電流制御回路は、
該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてなることを特徴とする、
請求項２１に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The constant current control circuit is
Inside the LED matrix, a constant current control element for each of the matrix light emitting elements is arranged.
A drive circuit for a lighting device using the LED according to claim 21. 該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、
定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、
請求項２４に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The constant current control element for each of the matrix light emitting elements is
A constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor,
A drive circuit for a lighting device using the LED according to claim 24. 該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、
印加される電圧にかかわらずフィードバックにより動的に一定電流制御を行うことを特徴とする、
請求項２４又は２５に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The constant current control element for each of the matrix light emitting elements is
Characterized by performing constant current control dynamically by feedback regardless of the applied voltage,
A drive circuit for a lighting device using the LED according to claim 24 or 25. 複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、
商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、
入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、
該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、
該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ／又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備えることを特徴とする、
請求項１７乃至２６の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 A plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the same,
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using an LED that optimizes a voltage applied to each LED element according to a sequentially changing AC waveform voltage,
A power supply unit that supplies a full-wave or double-wave rectified pulsating current from a commercial power supply to the LED matrix,
A synchronous waveform filter that generates a synchronous signal for the waveform of the commercial power supply that is input,
An operation state comparison detector for determining an operation state according to a signal from the synchronous waveform filter,
An LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state, and a matrix structure change control circuit,
A drive circuit for a lighting device using the LED according to any one of claims 17 to 26. 該同期波形フィルタは商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部に接続され、
該脈流からのフィルタリング信号を取得し、動作ステートを決定する動作ステート比較検出器に出力することを特徴とする、
請求項２７記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The synchronous waveform filter is connected to a power supply unit that supplies a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to the LED matrix,
A filtering signal from the pulsating flow is obtained and output to a motion state comparison detector that determines a motion state.
A drive circuit for a lighting device using the LED according to claim 27. 該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、
該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタの双方に商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力することを特徴とする、
請求項２７又は２８記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power supply is a bridge rectifier,
The bridge rectifier outputs a full-wave rectified or a double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to both the LED matrix and the synchronous waveform filter.
A drive circuit for an illumination device using the LED according to claim 27 or 28. 該複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスはＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、
該マトリクス状発光エレメントは任意の構造を逐次変更するためのエレメントスイッチユニットによって連接され、
各エレメントスイッチユニットがマトリクス構造変更制御回路からの制御信号に対応してその接続状態を変更することによって、ＬＥＤマトリクスの接続構造を最適な状態に変更することを特徴とする、
請求項１７乃至２９の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements is divided into matrix light emitting elements composed of the LED light emitting elements,
The matrix light emitting elements are connected by an element switch unit for sequentially changing an arbitrary structure,
Each element switch unit changes its connection state in response to a control signal from the matrix structure change control circuit, thereby changing the connection structure of the LED matrix to an optimum state.
A drive circuit for an illumination device using the LED according to any one of claims 17 to 29. 該エレメントスイッチユニットは、
３個以上のスイッチを含んで構成され、
これらスイッチの接続状態を変更することによりＬＥＤマトリクスの接続構造を変更することを特徴とする、
請求項３０に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The element switch unit is
Consists of three or more switches,
Characterized in that the connection structure of the LED matrix is changed by changing the connection state of these switches.
A drive circuit for a lighting device using the LED according to claim 30. 該エレメントスイッチユニットは、
３個以上のスイッチを含んで構成され、
該スイッチは夫々電界効果トランジスタＦＥＴ、バイポーラトランジスタを含む切り替え回路であることを特徴とする、
請求項３１に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動回路。 The element switch unit is
Consists of three or more switches,
The switch is a switching circuit including a field effect transistor FET and a bipolar transistor, respectively.
A drive circuit for an illumination device using the LED according to claim 31. ＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法であって、
複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、
商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、
入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、
該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、
該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ/又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備え、
該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、
該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクスに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第一のブリッジ整流器及び該同期波形フィルタに商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力する第二のブリッジ整流器を備え、
逐次変化する印加電圧と素子の要求電圧を最適化し、電流制御回路の動作効率が最適化されることにより、制御回路、素子における損失を最小化することを特徴とする、
ＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 A method for driving an illumination device using LEDs, comprising:
A plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the same,
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using an LED that optimizes a voltage applied to each LED element according to a sequentially changing AC waveform voltage,
A power supply unit that supplies a full-wave or double-wave rectified pulsating current from a commercial power supply to the LED matrix,
A synchronous waveform filter that generates a synchronous signal for the waveform of the commercial power supply that is input,
An operation state comparison detector for determining an operation state according to a signal from the synchronous waveform filter,
An LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state, and a matrix structure change control circuit,
The power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power supply is a bridge rectifier,
The bridge rectifier outputs a full-wave rectified or full-wave rectified pulsating current from the commercial power source to the LED matrix and a full-wave rectified or double-wave rectified pulse current from the commercial power source to the synchronous waveform filter. Equipped with a second bridge rectifier to
A characteristic that the loss in the control circuit and the element is minimized by optimizing the sequentially changing applied voltage and the required voltage of the element and optimizing the operation efficiency of the current control circuit.
A driving method of an illumination device using an LED. ＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法であって、
複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
該ＬＥＤを用いた照明装置は、夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備え、
該一定電流制御回路は、該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてなり、
該ＬＥＤを用いた照明装置は、一定電流制御回路により制御するステート制御電流ルックアップテーブルを含み、
該正規化された電圧と電流の関係を保持するルックアップテーブルと逐次変化する電圧比較により一括制御定電流制御回路による段階的な一定電流制御を行うことを特徴とする、
ＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 A method for driving an illumination device using LEDs, comprising:
A plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the same,
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using the LED is provided with a constant current control circuit such that the current applied to each LED light emitting element is constant regardless of the change in the LED connection structure,
The constant current control circuit is arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix,
A lighting device using the LED includes a state control current lookup table controlled by a constant current control circuit,
It is characterized in that stepwise constant current control is performed by a collective control constant current control circuit by means of a lookup table holding the relation between the normalized voltage and the current and a voltage comparison which changes sequentially.
A driving method of an illumination device using an LED. 該ＬＥＤマトリクスは２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子により構成され、
該ＬＥＤマトリクス内でのマトリクス構造変更制御は全数より小さい２の冪乗の数のＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、
該マトリクス状発光エレメントの接続形態を変更するエレメントスイッチ回路へ最適な構造を確定するマトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的に変化させることを特徴とする、
請求項３３又は３４記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The LED matrix is composed of a power of 2 LED light emitting elements,
The matrix structure change control in the LED matrix is divided into matrix light emitting elements configured by a power of 2 less than the total number of LED light emitting elements,
Characterized in that it is dynamically changed according to a waveform applied by a matrix structure change control circuit that determines an optimum structure for an element switch circuit that changes the connection form of the matrix light emitting element.
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 33 or 34. 該マトリクス構造変更制御回路またはソフトウエアアルゴリズムは、逐次変化する電力交流波形電圧に対応して、正規化された基準電圧との比較を動的に行うことによりマトリクス制御構造ビットの出力値を最適な値に確定することを特徴とする、
請求項３３乃至３５の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The matrix structure modification control circuit or software algorithm dynamically compares the output value of the matrix control structure bit with the normalized reference voltage in accordance with the power AC waveform voltage that changes sequentially, thereby optimizing the output value of the matrix control structure bit. Characterized by fixing the value,
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 33. 該ＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法は、
夫々のＬＥＤ発光素子に印加される電流がＬＥＤ接続構造の変更に関わらず一定となるような一定電流制御回路を備えてなることを特徴とする、
請求項３３乃至３６の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 A driving method of a lighting device using the LED is as follows.
A constant current control circuit is provided so that the current applied to each LED light emitting element is constant regardless of the change in the LED connection structure.
A driving method of an illumination device using the LED according to claim 33. 該一定電流制御回路は、
該ＬＥＤマトリクスの外部に一括制御定電流制御回路として配置されてなることを特徴とする、
請求項３７に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The constant current control circuit is
It is arranged as a collective control constant current control circuit outside the LED matrix,
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 37. 該一括制御定電流制御回路は、
定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、
請求項３８に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The collective control constant current control circuit is
A constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor,
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 38. 該一定電流制御回路は、
該ＬＥＤマトリクスの内部に、該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子として配置されてなることを特徴とする、
請求項３７に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The constant current control circuit is
Inside the LED matrix, a constant current control element for each of the matrix light emitting elements is arranged.
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 37. 該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、
定電流素子（ＣＲＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタを含む定電流回路であることを特徴とする、
請求項４０に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The constant current control element for each of the matrix light emitting elements is
A constant current circuit including a constant current element (CRD), a field effect transistor (FET), and a bipolar transistor,
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 40. 該マトリクス状発光エレメント毎の一定電流制御素子は、
印加される電圧にかかわらずフィードバックにより動的に一定電流制御を行うことを特徴とする、
請求項４０又は４１に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The constant current control element for each of the matrix light emitting elements is
Characterized by performing constant current control dynamically by feedback regardless of the applied voltage,
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 40 or 41. 複数のＬＥＤ発光素子と、これを駆動するＬＥＤ駆動回路を備え、
該ＬＥＤ発光素子は複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスを形成し、
該ＬＥＤマトリクスは、マトリクス構造変更制御回路により印加される波形に対応して動的にＬＥＤ接続構造を変更する構成を有し、
逐次変化する交流波形電圧に応じて夫々のＬＥＤ素子に印加される電圧を最適化するＬＥＤを用いた照明装置であって、
商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部と、
入力される商用電源の波形に対する同期信号を生成する同期波形フィルタと、
該同期波形フィルタからの信号による動作ステートを決定する動作ステート比較検出器と、
該ＬＥＤマトリクスの接続構造を任意且つ／又は最適な状態に変更するＬＥＤエレメントスイッチユニットとマトリクス構造変更制御回路とを備えることを特徴とする、
請求項３３乃至４２の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 A plurality of LED light emitting elements and an LED drive circuit for driving the same,
The LED light emitting element forms an LED matrix composed of a plurality of LED light emitting elements,
The LED matrix has a configuration in which the LED connection structure is dynamically changed according to the waveform applied by the matrix structure change control circuit,
A lighting device using an LED that optimizes a voltage applied to each LED element according to a sequentially changing AC waveform voltage,
A power supply unit that supplies a full-wave or double-wave rectified pulsating current from a commercial power supply to the LED matrix,
A synchronous waveform filter that generates a synchronous signal for the waveform of the commercial power supply that is input,
An operation state comparison detector for determining an operation state according to a signal from the synchronous waveform filter,
An LED element switch unit for changing the connection structure of the LED matrix to an arbitrary and/or optimum state, and a matrix structure change control circuit.
A driving method of an illumination device using the LED according to claim 33. 該同期波形フィルタは商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクスに供給する電源部に接続され、
該脈流からのフィルタリング信号を取得し、動作ステートを決定する動作ステート比較検出器に出力することを特徴とする、
請求項４３記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The synchronous waveform filter is connected to a power supply unit that supplies a full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to the LED matrix,
A filtering signal from the pulsating flow is obtained and output to a motion state comparison detector that determines a motion state.
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 43. 該商用電源から全波整流または両波整流した脈流をＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタに供給する電源部はブリッジ整流器であり、
該ブリッジ整流器は該ＬＥＤマトリクス及び該同期波形フィルタの双方に商用電源から全波整流または両波整流した脈流を出力することを特徴とする、
請求項４３又は４４記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The power supply unit that supplies the LED matrix and the synchronous waveform filter with a pulsating current that is full-wave rectified or double-wave rectified from the commercial power supply is a bridge rectifier,
The bridge rectifier outputs full-wave rectified or double-wave rectified pulsating current from a commercial power source to both the LED matrix and the synchronous waveform filter.
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 43 or 44. 該複数のＬＥＤ発光素子により構成されたＬＥＤマトリクスはＬＥＤ発光素子によって構成されるマトリクス状発光エレメントに分割され、
該マトリクス状発光エレメントは任意の構造を逐次変更するためのエレメントスイッチユニットによって連接され、
各エレメントスイッチユニットがマトリクス構造変更制御回路からの制御信号に対応してその接続状態を変更することによって、ＬＥＤマトリクスの接続構造を最適な状態に変更することを特徴とする、
請求項３３乃至４５の何れか一に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The LED matrix composed of the plurality of LED light emitting elements is divided into matrix light emitting elements composed of the LED light emitting elements,
The matrix light emitting elements are connected by an element switch unit for sequentially changing an arbitrary structure,
Each element switch unit changes its connection state in response to a control signal from the matrix structure change control circuit, thereby changing the connection structure of the LED matrix to an optimum state.
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 33. 該エレメントスイッチユニットは、
３個以上のスイッチを含んで構成され、
これらスイッチの接続状態を変更することによりＬＥＤマトリクスの接続構造を変更することを特徴とする、
請求項４６に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The element switch unit is
Consists of three or more switches,
Characterized in that the connection structure of the LED matrix is changed by changing the connection state of these switches.
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 46. 該エレメントスイッチユニットは、
３個以上のスイッチを含んで構成され、
該スイッチは夫々電界効果トランジスタＦＥＴ、バイポーラトランジスタを含む切り替え回路であることを特徴とする、
請求項４７に記載のＬＥＤを用いた照明装置の駆動方法。 The element switch unit is
Consists of three or more switches,
The switch is a switching circuit including a field effect transistor FET and a bipolar transistor, respectively.
A driving method of a lighting device using the LED according to claim 47.
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