(57)【要約】【課題】  フリッカ現象を改善できるＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】  整流されたＡＣ電圧によって駆動されるＬＥＤ照明装置は、発光装置、電荷蓄積ユニット及び電流コントローラを含む。整流されたＡＣ電圧が発光装置をオンにするのに依然として不十分である場合に発光装置をオンにするように構成されている。電流制御ユニットは、整流されたＡＣ電圧のレベル又は調光条件に関わらずＬＥＤ照明装置が一定の輝度を有することができるように構成されているため、フリッカ現象が改善される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）照明装置であって、
第１の電流に従って光を提供するように構成されるとともに、整流された交流（ＡＣ）電圧を受け取るために連結された第１の端、及び第２の端を含む発光装置と、
電流制御ユニットであって、
前記発光装置の第２の端に連結された第１のピン及び第２のピンを有し、前記第１の電流が第１の電流設定を越えないように前記第１の電流を調節するとともに、前記第１のピンの電圧に従って該第１の電流設定の値を調整するように構成された第１の電流レギュレータ、及び
前記第１の電流レギュレータの第２のピンに連結された第１の端を有し、当該ＬＥＤ照明装置の全体電流である第２の電流が第２の電流設定を越えないように該第２の電流を調節するように構成された第２の電流レギュレータ、
を含む電流制御ユニットと、
前記発光装置の第１の端に連結された第１の端及び前記第１の電流レギュレータの第２のピンに連結された第２の端を有する電荷蓄積ユニットであって、前記整流されたＡＣ電圧が該電荷蓄積ユニットにわたって確立される第１の電圧よりも小さい場合に前記第１の電流を供給することで、前記発光装置がオンのまま維持されるようにするよう構成された電荷蓄積ユニットと、
を含むＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記第１の電流設定に関連する調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子と、
前記第１の電流レギュレータの第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することで対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って、前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるとともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記整流されたＡＣ電圧を提供するための電源回路と、
前記電源回路に連結された、前記第１の電流レギュレータの第３のピンに連結されるとともに、前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、該第３のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータと、
をさらに含む、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記第１の電流レギュレータの第２のピンと第３のピンとの間に連結されるとともに、前記第１の電流設定に関連する調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子をさらに含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することにより対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるととともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記整流されたＡＣ電圧を提供するための電源回路と、
前記電源回路に連結された、前記第１の電流レギュレータの第４のピンに連結されるとともに、前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、該第４のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータと、
をさらに含む、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
前記電荷蓄積ユニットは、前記整流されたＡＣ電圧が前記第１の電圧よりも大きくなった場合に、前記第１の電流の供給を停止するとともに、前記整流されたＡＣ電圧によって充電されるのを開始するように構成されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
ＬＥＤ照明装置であって、
第１の端及び第２の端を有するとともに、第１の電流に従って光を提供するように構成された発光装置と、
電流制御ユニットであって、
整流されたＡＣ電圧を受け取るために連結された第１のピン及び前記発光装置の第１の端に連結された第２のピンを有し、前記第１の電流が第１の電流設定を越えないように前記第１の電流を調節するとともに、前記第１のピンの電圧に従って該第１の電流設定の値を調整するように構成された第１の電流レギュレータ、及び
前記発光装置の第２の端に連結された第１の端を有し、当該ＬＥＤ照明装置の全体電流である第２の電流が第２の電流設定を越えないように該第２の電流を調節するように構成された第２の電流レギュレータ、
を含む電流制御ユニットと、
前記第１の電流レギュレータの第１のピンに連結された第１の端及び前記発光装置の第２の端に連結された第２の端を有する電荷蓄積ユニットであって、前記整流されたＡＣ電圧が該電荷蓄積ユニットにわたって確立される第１の電圧よりも小さい場合に前記第１の電流を供給することで、前記発光装置がオンのまま維持されるようにするよう構成された電荷蓄積ユニットと、
を含むＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記第１の電流設定に関連する調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子と、
前記第１の電流レギュレータの第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することで対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って、前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、請求項１４に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１６】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項１５に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１７】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるとともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項１５に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１８】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項１５に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１９】
前記第１の電流レギュレータの第２のピンと第３のピンとの間に連結されるとともに、前記第１の電流設定に関連する調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子をさらに含む、請求項１４に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２０】
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することにより対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、請求項１９に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２１】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項２０に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２２】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるととともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項２０に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２３】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項２０に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２４】
前記電荷蓄積ユニットは、前記整流されたＡＣ電圧が前記第１の電圧よりも大きくなった場合に、前記第１の電流の供給を停止するとともに、前記整流されたＡＣ電圧によって充電されるのを開始するように構成されている、請求項１４に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ照明装置に関し、より具体的には低フリッカ（low-flicker）ＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
整流された（rectified）交流（ＡＣ）電圧によって直接的に駆動される発光ダイオード（ＬＥＤ）照明装置は、必要な輝度を提供するために直列に連結された複数のＬＥＤを採用することが多い。ＬＥＤ照明装置は光束及び光度を変調するように構成されている。この時間変化（time  variation）は一般にフリッカと呼ばれる。ＬＥＤのフリッカは、知覚可能か否かに関わらず、気を散すこと、軽い不快感を与えることから神経学的な問題にいたる人への潜在的な影響から照明業界で懸案となってきた。したがって、フリッカ現象を改善できるＬＥＤ照明装置のニーズがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、発光装置、電流制御ユニット及び電荷蓄積ユニットを含むＬＥＤ照明装置を提供する。第１の電流に従って光を提供するように構成された発光装置は、整流されたＡＣ電圧を受け取るために連結された第１の端と、第２の端とを含む。電流制御ユニットは、発光装置の第２の端に連結された第１のピンと、第２のピンとを有し、第１の電流が第１の電流設定を越えないように第１の電流を調節するとともに、第１のピンの電圧に従って該第１の電流設定の値を調整するように構成された第１の電流レギュレータを含む。第２の電流レギュレータは、第１の電流レギュレータの第２のピンに連結された第１の端を含む。第２の電流レギュレータは、ＬＥＤ照明装置の全体電流である第２の電流が第２の電流設定を越えないように第２の電流を調節するように構成されている。電荷蓄積ユニットは、発光装置の第１の端に連結された第１の端及び第１の電流レギュレータの第２のピンに連結された第２の端を有する。電荷蓄積ユニットは、整流されたＡＣ電圧が該電荷蓄積ユニットにわたって確立される第１の電圧よりも小さい場合に第１の電流を供給することで、発光装置がオンのまま維持されるようにするよう構成されている。
【０００４】
本発明は、発光装置、電流制御ユニット及び電荷蓄積ユニットを含むＬＥＤ装置も提供する。発光装置は第１の端及び第２の端を有するとともに、第１の電流に従って光を提供するように構成されている。電流制御ユニットは第１の電流レギュレータ及び第２の電流レギュレータを含む。第１の電流レギュレータは、整流されたＡＣ電圧を受け取るために連結された第１のピン及び前記発光装置の第１の端に連結された第２のピンを含む。第１の電流レギュレータは、第１の電流が第１の電流設定を越えないように第１の電流を調節するとともに、第１のピンの電圧に従って該第１の電流設定の値を調整するように構成されている。第２の電流レギュレータは、発光装置の第２の端に連結された第１の端を含み、当該ＬＥＤ照明装置の全体電流である第２の電流が第２の電流設定を越えないように第２の電流を調節するように構成されている。電荷蓄積ユニットは、電流レギュレータの第１のピンに連結された第１の端及び発光装置の第２の端に連結された第２の端を含み、整流されたＡＣ電圧が該電荷蓄積ユニットにわたって確立される第１の電圧よりも小さい場合に第１の電流を供給することで、発光装置がオンのまま維持されるようにするよう構成されている。
【０００５】
様々な図面に図示する下記の好ましい実施形態の詳細な説明を読み終えた後、本発明の上記の目的及び他の目的が当業者に間違いなく明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の図である。
【図７】図７は、本発明に係るＬＥＤ照明装置の電流／電圧特性を示す図である。
【図８】図８は、本発明に係るＬＥＤ照明装置の電流／電圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１〜図６は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１０１〜１０６の図である。ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６のそれぞれは、電源回路１１０、発光装置１０、電流制御ユニット２０及び電荷蓄積ユニットＣ１を含む。
【０００８】
電源回路１１０は正の期間及び負の期間を有するＡＣ電圧ＶＳを受け取るとともに、ブリッジ整流器１１２を用いて負の期間にあるＡＣ電圧ＶＳの出力を変換することにより、時間と共に値が周期的に変化する整流されたＡＣ電圧ＶＡＣをＬＥＤ照明装置１０１〜１０６を駆動するために提供するように構成されている。Ｎ１は電源回路１１０の正の出力端を表すのに対して、Ｎ２は電源回路１１０の負の出力端を表す。別の実施形態では、電源回路１１０は任意のＡＣ電圧ＶＳを受け取り、ＡＣ−ＡＣ変換器を用いて電圧変換を行い、変換されたＡＣ電圧をブリッジ整流器１１２を用いて整流することにより、時間と共に値が周期的に変化する整流されたＡＣ電圧ＶＡＣを提供し得る。しかしながら、電源回路１１０の構成は本発明の範囲を限定しない。
【０００９】
ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６において、各発光装置１０は１つのＬＥＤ又は直列に連結された複数のＬＥＤを採用し得る。図１〜６は、単一接合（single-junction）ＬＥＤ、多接合高電圧（ＨＶ）ＬＥＤ又は様々な種類のＬＥＤの任意の組み合わせで構成される複数のＬＥＤを用いた実施形態を図示する。しかしながら、発光装置１０の種類及び構成は本発明の範囲を限定しない。
【００１０】
ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６において、電荷蓄積ユニットＣ１はキャパシタ又は同様の機能を提供する１つ以上の素子を採用し得る。電荷蓄積ユニットＣ１の種類及び構成は本発明の範囲を限定しない。
【００１１】
下記の説明及び図面全体を通して、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６の動作を説明するのに次の記号を例示的に用いる。ＶＣ１は、電荷蓄積ユニットＣ１全域で確立される電圧を表す。ＩＣ１は、電荷蓄積ユニットＣ１を流れる電流を表す。ＶＬＥＤは、発光装置１０全域で確立される電圧を表す。ＩＬＥＤは発光装置１０を流れる電流を表す。ＩＩＮはＬＥＤ照明装置１０１〜１０６を流れる全電流を表す。
【００１２】
図１に示すＬＥＤ照明装置１０１において、電流制御ユニット２０は、直列に連結された２つの電流レギュレータＣＲ０及びＣＲ１を含む。電流設定がＩＳＥＴである電流レギュレータユニットＣＲ１は発光装置１０と直列に連結されている。電荷蓄積ユニットＣ１は、直列に連結された電流レギュレータＣＲ１及び発光装置１０と並列に連結されている。電流設定がＩＳＥＴ０である電流レギュレータＣＲ０は、電荷蓄積ユニットＣ１と直列に連結されて、電流レギュレータＣＲ１と電源回路１１０の負の出力端Ｎ２との間に連結されている。電流レギュレータＣＲ１は、内部レギュレータ２２、電圧検知回路２４、定電流コントローラ２６、トランジスタ２８及び電流検知素子Ｒ１を含む。電流レギュレータＣＲ１は２ピン素子として同一チップに作ることができ、ピンＰ１は発光装置１０に連結された入力ピンであり、ピンＰ２は電流レギュレータＣＲ０に連結された接地ピンである。
【００１３】
図２に示すＬＥＤ照明装置１０２において、電流制御ユニット２０は、直列に連結された２つの電流レギュレータＣＲ０及びＣＲ２に加えて電流検知素子Ｒ１を含む。電流設定がＩＳＥＴの電流レギュレータＣＲ２は発光装置１０に直列に連結され、電荷蓄積ユニットＣ１は、直列に連結された電流レギュレータＣＲ２及び発光装置１０と並列に連結されている。電流設定がＩＳＥＴ０である電流レギュレータＣＲ０は、電荷蓄積ユニットＣ１と直列に連結され、電流レギュレータＣＲ２と電源回路１１０の負の出力端Ｎ２との間に連結されている。電流レギュレータＣＲ２は、内部レギュレータ２２、電圧検知回路２４、定電流コントローラ２６及びトランジスタ２８を含む。電流レギュレータＣＲ２は３ピン素子として同一チップに作ることができ、ピンＰ１は発光装置１０に連結された入力ピンであり、ピンＰ２は電流レギュレータＣＲ０に連結された接地ピンであり、ピンＰ３は制御ピンである。電流検知素子Ｒ１はピンＰ２とピンＰ３との間に連結されている。
【００１４】
図３に示すＬＥＤ照明装置１０３において、電流制御ユニット２０は直列に連結された２つの電流レギュレータＣＲ０及びＣＲ３を含む。電流設定がＩＳＥＴである電流レギュレータユニットＣＲ３は発光装置１０と直列に連結され、電荷蓄積ユニットＣ１は、直列に連結された電流レギュレータＣＲ３及び発光装置１０と並列に連結されている。電流設定がＩＳＥＴ０である電流レギュレータＣＲ０は、電荷蓄積ユニットＣ１と直列に連結され、電流レギュレータＣＲ３と電源回路１１０の負の出力端Ｎ２との間に連結されている。電流レギュレータＣＲ３は、内部レギュレータ２２、電圧検知回路２４、定電流コントローラ２６、トランジスタ２８及び電流検知素子Ｒ１を含む。電流レギュレータＣＲ３は３ピン素子として同一チップに作ることができ、ピンＰ１は発光装置１０に連結された入力ピンであり、ピンＰ２は電流レギュレータＣＲ０に連結された接地ピンであり、ピンＰ４は電源回路１１０の正の出力端Ｎ１に連結された電力ピンである。
【００１５】
図４に示すＬＥＤ照明装置１０４において、電流制御ユニット２０は、直列に連結された２つの電流レギュレータＣＲ０及びＣＲ４に加えて、電流検知素子Ｒ１を含む。電流設定がＩＳＥＴである電流レギュレータＣＲ４は発光装置１０と直列に連結され、電荷蓄積ユニットＣ１は、直列に連結された電流レギュレータＣＲ４及び発光装置１０と並列に連結されている。電流設定がＩＳＥＴ０である電流レギュレータＣＲ０は、電荷蓄積ユニットＣ４と直列に連結され、電流レギュレータＣＲ４と電源回路１１０の負の出力端Ｎ２との間に連結されている。電流レギュレータＣＲ４は、内部レギュレータ２２、電圧検知回路２４、定電流コントローラ２６及びトランジスタ２８を含む。電流レギュレータＣＲ４は４ピン素子として同一チップに作ることができ、ピンＰ１は発光装置１０に連結された入力ピンであり、ピンＰ２は電流レギュレータＣＲ０に連結された接地ピンであり、ピンＰ３は制御ピンであり、ピンＰ４は電源回路１１０の正の出力端Ｎ１に連結された電力ピンである。
【００１６】
図５に示すＬＥＤ照明装置１０５において、電流制御ユニット２０は２つの電流レギュレータＣＲ０及びＣＲ５を含む。電流設定がＩＳＥＴである電流レギュレータユニットＣＲ５は発光装置１０と直列に連結され、電荷蓄積ユニットＣ１は、直列に連結された電流レギュレータＣＲ５及び発光装置１０と並列に連結されている。電流設定がＩＳＥＴ０である電流レギュレータＣＲ０は、電荷蓄積ユニットＣ１と直列に連結され、発光装置１０と電源回路１１０の負の出力端Ｎ２との間に連結されている。電流レギュレータＣＲ５は、内部レギュレータ２２、電圧検知回路２４、定電流コントローラ２６、トランジスタ２８及び電流検知素子Ｒ１を含む。電流レギュレータＣＲ５は２ピン素子として同一チップに作ることができ、ピンＰ１は電源回路１１０の正の出力端Ｎ１に連結された入力ピンであり、ピンＰ２は発光装置１０に連結された接地ピンである。
【００１７】
図６に示すＬＥＤ照明装置１０６において、電流制御ユニット２０は、直列に連結された２つの電流レギュレータＣＲ０及びＣＲ６に加えて電流検知素子Ｒ１を含む。電流設定がＩＳＥＴである電流レギュレータＣＲ６は発光装置１０と直列に連結され、電荷蓄積ユニットＣ１は、直列に連結された電流レギュレータＣＲ６及び発光装置１０と並列に連結されている。電流設定がＩＳＥＴ０である電流レギュレータＣＲ０は電荷蓄積ユニットＣ１と直列に連結され、発光装置１０と電源回路１１０の負の出力端Ｎ２との間に連結されている。電流レギュレータＣＲ６は、内部レギュレータ２２、電圧検知回路２４、定電流コントローラ２６及びトランジスタ２８を含む。電流レギュレータＣＲ６は３ピン素子として同一チップに作ることができ、ピンＰ１は電源回路１１０の正の出力端Ｎ１に連結された入力ピンであり、ピンＰ２は発光装置１０に連結された接地ピンであり、ピンＰ３は制御ピンである。電流検知素子Ｒ１はピンＰ２とピンＰ３との間に連結されている。
【００１８】
ＬＥＤ照明装置１０１、１０２、１０５及び１０６において、内部レギュレータ２２は、電圧検知回路２４及び定電流コントローラ２６のうちの少なくとも一方のためにピンＰ１から電力を生成するように構成されている。ＬＥＤ照明装置１０３及び１０４において、内部レギュレータ２２は、電圧検知回路２４及び定電流コントローラ２６のうちの少なくとも一方のためにピンＰ４から電力を生成するように構成されている。
【００１９】
ＬＥＤ照明装置１０１、１０３及び１０５において、電流検知素子Ｒ１は調節電流ＩＴのレベルを検知することで、対応するフィードバック電圧ＶＦＢを定電流コントローラ２６に提供するように構成されている。ＬＥＤ照明装置１０２、１０４及び１０６において、電流検知素子Ｒ１は調節電流ＩＴに従ってピンＰ３で電圧を確立することで、対応するフィードバック電圧ＶＦＢが定電流コントローラ２６に提供され得るように構成されている。
【００２０】
ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６において、トランジスタ２８は制御電圧ＶＧに従って発光装置１０のために一定の調節電流ＩＴを生成するように構成されている。電圧検知回路２４はピンＰ１で確立された電圧ＶＩＮのレベルを検知することで、対応する制御信号Ｓ１を出力するように構成されている。電圧ＶＩＮが対応する電流レギュレータのドロップアウト電圧よりも低い場合、それは、整流された電圧ＶＡＣによって提供される電荷エネルギーは、電流ＩＬＥＤを一定のレベルで維持するのに不十分であることを意味する。そのような状況下では、電圧検知回路２４は、調節電流ＩＴを下げるために定電流コントローラ２６が制御電圧ＶＧを調整できるよう定電流コントローラ２６への制御信号Ｓ１を生成するように構成されている。電圧ＶＩＮが対応する電流レギュレータの所定の電圧のよりも高い場合、整流された電圧ＶＡＣによって提供される電荷エネルギーは電流ＩＬＥＤにとって多すぎるため、電流レギュレータＣＲ１〜ＣＲ６で浪費されるエネルギーが多すぎることを意味する。そのような状況下では、電圧検知回路２４は、調節電流ＩＴ１を上げるために定電流コントローラ２６が制御電圧ＶＧを調整できるよう定電流コントローラ２６への制御信号Ｓ１を生成するように構成されている。
【００２１】
図１〜図６に示す実施形態において、トランジスタ２８は金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。別の実施形態では、トランジスタ２８はバイポーラジャンクショントランジタ（ＢＪＴ）又は同様の機能を有する別の素子である。しかしながら、トランジスタの種類は本発明の範囲を限定しない。
【００２２】
図７及び図８は、本発明に係るＬＥＤ照明装置１０１〜１０６の電流／電圧特性を示す図である。整流されたＡＣ電圧ＶＡＣが発光装置１０及び電流制御ユニット２０のカットイン電圧の合計よりも大きい場合、電圧ＶＡＣの立ち上がり期間又は立ち下がり期間の間、電圧ＶＬＥＤは発光装置１０をオンにするのに十分大きく、電流制御ユニット２０内の双方の電流レギュレータは機能中となる。より具体的には、発光装置１０は整流されたＡＣ電圧ＶＡＣによってＯＮ状態で維持され得る。電流レギュレータＣＲ１〜ＣＲ６は電流ＩＬＥＤをＩＳＥＴでクランプするように構成されている。電流レギュレータは電流ＩＩＮをＩＳＥＴ０でクランプするように構成されている。これらの期間の間、整流されたＡＣ電圧ＶＡＣは、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６内の電荷蓄積ユニットＣ１を（ＩＳＥＴ０−ＩＳＥＴ）の量だけ充電するため、電圧ＶＣ１が徐々に増加する。
【００２３】
整流されたＡＣ電圧ＶＡＣが発光装置１０及び電流制御ユニット２０のカットイン電圧の合計よりも小さい場合、電圧ＶＡＣの立ち上がり期間又は立ち下がり期間の間、電荷蓄積ユニットＣ１によってさらに供給される電圧ＶＬＥＤは発光装置１０をオンにするのに依然として十分である。そのような状況下では、電流レギュレータＣＲ１〜ＣＲ６は機能中となるが、電流レギュレータＣＲ０は機能していない。より具体的には、電流ＩＬＥＤは、電荷蓄積ユニットＣ１から放電されたエネルギーによって供給されるため、発光装置１０がＯＮ状態で維持される。電流レギュレータＣＲ１〜ＣＲ６は電流ＩＬＥＤをＩＳＥＴでクランプするように構成され、電流レギュレータＣＲ０は何ら電流を調整していない（ＩＩＮ＝０）。これらの期間の間、電荷蓄積ユニットＣ１は発光装置１０を通じて放電するため、電圧ＶＣ１が徐々に低下する。
【００２４】
図７及び図８に示すように、電荷蓄積ユニットＣ１を導入することで、発光装置１０は長いターンオン時間を有することができるか又は常にオンにすることができる。電流制御ユニット２０を導入することで、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６は整流されたＡＣ電圧ＶＡＣのレベルに関係なく一定の輝度を有することができるため、フリッカ現象が改善される。
【００２５】
しかしながら、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６の駆動条件が変化した場合、フリッカ性能が影響を受けることがある。例えば、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６のそれぞれは位相カット調光器（phase-cut  dimmer）に取り付けられ、様々なレベルに調光され、電荷エネルギーはＬＥＤ電流をその一定のレベルで維持するのがもはや可能ではないレベルに上がるか又は下がり、それに従ってパーセントフリッカも増加する。
【００２６】
図７に示す実施形態において、それぞれが位相カット調光器に取り付けられたＬＥＤ照明装置１０１〜１０６はＴ１で低レベルに調光され得る。電圧検知回路２４がピンＰ１における電圧ＶＩＮがＴ１で下限Ｖ１に低下したことを検出した場合、調節電流ＩＴを下げるために、制御電圧ＶＧをさげるよう定電流コントローラ２６に命令する。したがって、電流ＩＬＥＤも下げられた値ＩＳＥＴＬにＴ２の後で低下し得る。（Ｔ２−Ｔ１）の遅延時間ΔＴは、フリッカを避けるため調節電流を変化させるのに定電流コントローラ２６にとって必要であり、遅延時間ΔＴはデグリッチ回路、ＲＣ遅延回路又はカウンタによって実現できる。
【００２７】
図８に示す実施形態において、それぞれが位相カット調光器に取り付けられたＬＥＤ照明装置１０１〜１０６はＴ１で高レベルに調光され得る。電圧検知回路２４がピンＰ１における電圧ＶＩＮがＴ１で上限Ｖ２に到達することを検出した場合、調節電流ＩＴを上げるために、制御電圧ＶＧを上げるよう定電流コントローラ２６に命令する。したがって、電流ＩＬＥＤも上げられた値ＩＳＥＴＨにＴ２の後で到達し得る。（Ｔ２−Ｔ１）の遅延時間ΔＴは、フリッカを避けるため調節電流を変化させるのに必要であり、遅延時間ΔＴはデグリッチ回路、ＲＣ遅延回路又はカウンタによって実現できる。
【００２８】
上述した電荷蓄積ユニット及び電流制御ユニットにより、本発明に係るＬＥＤ照明装置における輝度変化は取るに足らないものとなる。したがって、本発明は、フリッカ現象を改善可能なＬＥＤ照明装置を提供できる。
【００２９】
当業者であれば、本発明の教示を維持しながら多くの変更及び改良が装置及び方法に加えられ得ることに容易に気付く。したがって、上記の開示は、添付の請求項の範囲によってのみ限定されると解釈すべきである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  発光装置
２０  電流制御ユニット
２２  内部レギュレータ
２４  電圧検知回路
２６  定電流コントローラ
２８  トランジスタ
１０１  ＬＥＤ照明装置
１０２  ＬＥＤ照明装置
１０３  ＬＥＤ照明装置
１０４  ＬＥＤ照明装置
１０５  ＬＥＤ照明装置
１０６  ＬＥＤ照明装置
１１０  電源回路
１１２  ブリッジ整流器
【図１】
2019040848.tif 000003
【図２】
2019040848.tif 000004
【図３】
2019040848.tif 000005
【図４】
2019040848.tif 000006
【図５】
2019040848.tif 000007
【図６】
2019040848.tif 000008
【図７】
2019040848.tif 000009
【図８】
2019040848.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月1日(2017.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図７及び図８は、本発明に係るＬＥＤ照明装置１０１〜１０６の電流／電圧特性を示す図である。整流されたＡＣ電圧ＶＡＣが発光装置１０及び電流制御ユニット２０のカットイン電圧の合計よりも大きい場合、電圧ＶＡＣの立ち上がり期間又は立ち下がり期間の間、電圧ＶＬＥＤは発光装置１０をオンにするのに十分大きく、電流制御ユニット２０内の双方の電流レギュレータは機能中となる。より具体的には、発光装置１０は整流されたＡＣ電圧ＶＡＣによってＯＮ状態で維持され得る。電流レギュレータＣＲ１〜ＣＲ６は電流ＩＬＥＤをＩＳＥＴでクランプするように構成されている。電流レギュレータＣＲ０は電流ＩＩＮをＩＳＥＴ０でクランプするように構成されている。これらの期間の間、整流されたＡＣ電圧ＶＡＣは、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０６内の電荷蓄積ユニットＣ１を（ＩＳＥＴ０−ＩＳＥＴ）の量だけ充電するため、電圧ＶＣ１が徐々に増加する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2019040848.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月22日(2018.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）照明装置であって、
第１の電流に従って光を提供するように構成されるとともに、整流された交流（ＡＣ）電圧を受け取るために連結された第１の端、及び第２の端を含む発光装置と、
電流制御ユニットであって、
前記発光装置の第２の端に連結された第１のピン及び第２のピンを有し、前記第１の電流が第１の電流設定を越えないように前記第１の電流を調節するとともに、前記第１のピンの電圧に従って該第１の電流設定の値を調整するように構成された第１の電流レギュレータ、及び
前記第１の電流レギュレータの第２のピンに連結された第１の端を有し、当該ＬＥＤ照明装置の全体電流である第２の電流が第２の電流設定を越えないように該第２の電流を調節するように構成された第２の電流レギュレータ、
を含む電流制御ユニットと、
前記発光装置の第１の端に連結された第１の端及び前記第１の電流レギュレータの第２のピンに連結された第２の端を有する電荷蓄積ユニットであって、前記整流されたＡＣ電圧が該電荷蓄積ユニットにわたって確立される第１の電圧よりも小さい場合に前記第１の電流を供給することで、前記発光装置がオンのまま維持されるようにするよう構成された電荷蓄積ユニットと、
を含み、
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記第１の電流設定に関連する調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子と、
前記第１の電流レギュレータの第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することで対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って、前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるとともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記整流されたＡＣ電圧を提供するための電源回路と、
前記電源回路に連結された、前記第１の電流レギュレータの第３のピンに連結されるとともに、前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、該第３のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータと、
をさらに含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記第１の電流レギュレータの第２のピンと第３のピンとの間に連結されるとともに、前記第１の電流設定に関連する調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子をさらに含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することにより対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるととともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
前記整流されたＡＣ電圧を提供するための電源回路と、
前記電源回路に連結された、前記第１の電流レギュレータの第４のピンに連結されるとともに、前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、該第４のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータと、
をさらに含む、請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記電荷蓄積ユニットは、前記整流されたＡＣ電圧が前記第１の電圧よりも大きくなった場合に、前記第１の電流の供給を停止するとともに、前記整流されたＡＣ電圧によって充電されるのを開始するように構成されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
ＬＥＤ照明装置であって、
第１の端及び第２の端を有するとともに、第１の電流に従って光を提供するように構成された発光装置と、
電流制御ユニットであって、
整流されたＡＣ電圧を受け取るために連結された第１のピン及び前記発光装置の第１の端に連結された第２のピンを有し、前記第１の電流が第１の電流設定を越えないように前記第１の電流を調節するとともに、前記第１のピンの電圧に従って該第１の電流設定の値を調整するように構成された第１の電流レギュレータ、及び
前記発光装置の第２の端に連結された第１の端を有し、当該ＬＥＤ照明装置の全体電流である第２の電流が第２の電流設定を越えないように該第２の電流を調節するように構成された第２の電流レギュレータ、
を含む電流制御ユニットと、
前記第１の電流レギュレータの第１のピンに連結された第１の端及び前記発光装置の第２の端に連結された第２の端を有する電荷蓄積ユニットであって、前記整流されたＡＣ電圧が該電荷蓄積ユニットにわたって確立される第１の電圧よりも小さい場合に前記第１の電流を供給することで、前記発光装置がオンのまま維持されるようにするよう構成された電荷蓄積ユニットと、
を含み、
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記第１の電流設定に関連する調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子と、
前記第１の電流レギュレータの第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することで対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って、前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、ＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるとともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１６】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１７】
前記第１の電流レギュレータの第２のピンと第３のピンとの間に連結されるとともに、前記第１の電流設定に関連する調節電流のレベルを検知することで対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知素子をさらに含む、請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１８】
前記第１の電流レギュレータは、
第１の制御信号に従って、前記発光装置のために前記調節電流を生成するように構成されたトランジスタと、
前記第１のピンに連結されるとともに、前記第１のピンの電圧を検出することにより対応する第２の制御信号を出力するように構成された電圧検知回路と、
前記第２の制御信号及び前記フィードバック電圧に従って前記第１の制御信号のレベルを調整するように構成された定電流コントローラと、
を含む、請求項１７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１９】
前記トランジスタは、前記第１のピンの電圧が第１のレベルを上回った場合に前記調節電流を上げるとともに、前記第１のピンの電圧が該第１のレベルよりも低い第２のレベルを下回った場合に前記調節電流を下げるように構成されている、請求項１８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２０】
前記トランジスタは、前記フィードバック電圧が第１の値を上回った場合に前記調節電流を下げるととともに、前記フィードバック電圧が該第１の値よりも小さい第２の値を下回った場合に前記調節電流を上げるように構成されている、請求項１８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２１】
前記電圧検知回路及び前記定電流コントローラのうちの少なくとも一方のために、前記第１のピンから電力を生成するように構成された内部レギュレータをさらに含む、請求項１８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２２】
前記電荷蓄積ユニットは、前記整流されたＡＣ電圧が前記第１の電圧よりも大きくなった場合に、前記第１の電流の供給を停止するとともに、前記整流されたＡＣ電圧によって充電されるのを開始するように構成されている、請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。