(57)【要約】【課題】複数のＬＥＤで構成された直並列のＬＥＤ点灯回路において、ＬＥＤ電流を高／低に切り替え可能とすると共に、高出力と低出力のいずれの状態においても各ＬＥＤ回路の光出力のアンバランスを抑制する回路を簡単な構成で安価に実現する。【解決手段】直流電源Ｖｄｃの間に複数並列に構成されるトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と抵抗Ｒ１，Ｒ２とによりＬＥＤ１及びＬＥＤ２の回路電流を略一致させるカレントミラー回路を構成し、前記カレントミラー回路に流れる電流を直流電源Ｖｄｃの電圧と抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ３で略決定される基準電流とし、この基準電流をスイッチＳＷで切り替えるようにした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、その間に複数並列に構成される１つまたは複数直列接続されたＬＥＤ及び定電流回路と、これら各々の定電流回路の電流値を切り替える手段を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
直流電源間に定電圧回路を接続し、その出力に基準電流回路及びこの基準電流を切り替えるスイッチ手段と、直流電源に複数並列に構成される１つまたは複数直列接続されたＬＥＤ及びトランジスタの直列回路と、これら各々のトランジスタのベース端子を一括して上記の基準電流に合致するようにカレントミラー回路を構成したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
直流電源に複数並列に構成される１つまたは複数直列接続されたＬＥＤ及びトランジスタと第１のエミッタ抵抗の直列回路と、上記各トランジスタを順バイアスする抵抗と、各トランジスタのベース端子と第１のエミッタ抵抗間に接続された電圧クランプ用のツェナーダイオードと、高出力と低出力を切り替えるスイッチ手段と、このスイッチ手段によって上記各々の第１のエミッタ抵抗と並列に設けた第２のエミッタ抵抗が接続されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の照明装置の回路電流を断続するスイッチング素子と、このスイッチング素子のオンデューティを設定するデューティ制御回路を有することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
直流電源間にチョークコイルとスイッチング素子を直列接続し、スイッチング素子両端の電圧を整流平滑するダイオード及びコンデンサと、上記スイッチング素子を高周波で動作させる制御回路及び駆動回路で構成された昇圧チョッパー回路と、この昇圧チョッパー回路の出力を直流電源として接続された請求項２〜４のいずれかに記載の照明装置と、昇圧チョッパーの出力電圧を上記制御回路にフィードバックする手段から成ることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
直流電源間にスイッチング素子とチョークコイル及びコンデンサを直列接続し、直流電源のマイナス側からスイッチング素子とチョークコイルの接続点に向けて接続されたダイオードと、上記スイッチング素子を高周波で動作させる制御回路及び駆動回路で構成された降圧チョッパー回路と、この降圧チョッパー回路の出力を直流電源として接続された請求項２〜４のいずれかに記載の照明装置と、降圧チョッパーの出力電圧を上記制御回路にフィードバックする手段から成ることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
直流電源間にスイッチング素子とチョークコイルを直列接続し、このチョークコイル間の電圧を整流平滑するダイオード及びコンデンサと、上記スイッチング素子を高周波で動作させる制御回路及び駆動回路で構成された昇降圧チョッパー回路と、この昇降圧チョッパー回路の出力を直流電源として接続された請求項２〜４のいずれかに記載の照明装置と、昇降圧チョッパーの出力電圧を上記制御回路にフィードバックする手段から成ることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
テールランプ点灯状態を低い光出力に、ブレーキ操作時のストップランプ点灯状態を高い光出力に対応させた車載用テール／ストップランプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリー等の直流電源で複数のＬＥＤを点灯する照明装置に関するもので、例えば車載用のテール／ストップランプとして複数のＬＥＤを用いた照明装置の光出力ばらつきの低減、調光手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図９、図１０に示す。図９は複数のＬＥＤを用いた車載用テール／ストップランプの回路図を示す。また、図１０はこのようなテール／ストップランプの装着箇所を図示したものである。テールランプ点灯状態ではＬＥＤの光出力を低く抑え、ブレーキを踏んだストップランプ点灯状態ではＬＥＤの光出力を増大させて使用される。テールランプ点灯状態では図のＴａｉｌ端子とＧＮＤ端子間にバッテリーが接続され、ダイオードＤ２と抵抗Ｒ１を介して複数個直列に接続された第１のＬＥＤ群（ＬＥＤ１）が、またダイオードＤ２と抵抗Ｒ４を介して複数個直列に接続された第２のＬＥＤ群（ＬＥＤ２）が点灯し、抵抗Ｒ１とＲ４の抵抗値を等しく設定すれば、ＬＥＤ１とＬＥＤ２は略等しく発光する。ストップランプ点灯状態では図のＳｔｏｐ端子とＧＮＤ端子間にバッテリーが接続され、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ２を介してＬＥＤ１が、またダイオードＤ１と抵抗Ｒ３を介してＬＥＤ２が点灯し、抵抗Ｒ２とＲ３の抵抗値を等しく且つＲ１，Ｒ４に対して十分小さく設定すれば、ＬＥＤ１とＬＥＤ２は略等しく高出力で発光する。
【０００３】
このような従来例における課題として、ＬＥＤのオン電圧Ｖｆのばらつきによる並列回路の光出力のばらつきが挙げられる。バッテリー電圧をＶｄｃ、整流ダイオードＤ１，Ｄ２のオン電圧をＶｆ０、抵抗値をＲ、ＬＥＤ１の各オン電圧をＶｆ１１，Ｖｆ１２，Ｖｆ１３、ＬＥＤ２の各オン電圧をＶｆ２１、Ｖｆ２２，Ｖｆ２３とすれば、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の電流は下式のように表される。
Ｉ（ＬＥＤ１）＝［Ｖｄｃ−Ｖｆ０−（Ｖｆ１１＋Ｖｆ１２＋Ｖｆ１３）］／ＲＩ（ＬＥＤ２）＝［Ｖｄｃ−Ｖｆ０−（Ｖｆ２１＋Ｖｆ２２＋Ｖｆ２３）］／Ｒ
【０００４】
すなわち各ＬＥＤのオン電圧がばらつくと、特にオン電圧の総和とバッテリー電圧の差が小さい場合にＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる電流Ｉ（ＬＥＤ１），Ｉ（ＬＥＤ２）は大きく異なることが予想され、各並列回路の光出力にアンバランスを生じる。
車載用の電源はバッテリーであり、その電圧範囲は９〜１６Ｖにも及ぶことから、ＬＥＤの直列接続数は２〜４個が限界と考えられるが、規定の光出力を得るにはＬＥＤの並列回路数を増やしていく必要があり、各並列回路の光出力のばらつき低減が重要になってくる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来例の欠点に鑑みてなされたもので、複数のＬＥＤで構成された直並列のＬＥＤ点灯回路において、テールランプ点灯状態ではＬＥＤ電流を小さく設定し、またストップランプ点灯状態ではＬＥＤ電流を大きく設定して明暗を明確にすると共に、何れの状態においても各ＬＥＤ回路の光出力のアンバランスを抑制する回路を簡単な構成で安価に実現することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の照明装置によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、直流電源Ｖｄｃと、その間に複数並列に構成される１つまたは複数直列接続されたＬＥＤ１，ＬＥＤ２及び定電流回路と、これら各々の定電流回路の電流値を切り替える手段ＳＷを有することを特徴とするものである。
請求項２の照明装置によれば、図５〜図８に示すように、直流電源Ｖｄｃ間に定電圧回路を接続し、その出力に基準電流回路及びこの基準電流を切り替えるスイッチ手段と、直流電源に複数並列に構成される１つまたは複数直列接続されたＬＥＤ１，ＬＥＤ２及びトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の直列回路と、これら各々のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース端子を一括して上記の基準電流に合致するようにカレントミラー回路を構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３の照明装置によれば、図４に示すように、直流電源Ｖｄｃに複数並列に構成される１つまたは複数直列接続されたＬＥＤ１，ＬＥＤ２及びトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と第１のエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、上記各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を順バイアスする抵抗Ｒ３，Ｒ４と、各トランジスタＴｒ１，ＴＲ２のベース端子と第１のエミッタ抵抗Ｒ３，Ｒ４間に接続された電圧クランプ用のツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と、高出力と低出力を切り替えるスイッチ手段と、このスイッチ手段によって上記各々の第１のエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２と並列に設けた第２のエミッタ抵抗Ｒ６，Ｒ７が接続されるように構成されたことを特徴とするものである。
請求項４の照明装置によれば、図８に示すように、請求項２又は３記載の照明装置の回路電流を断続するスイッチング素子ＦＥＴと、このスイッチング素子ＦＥＴのオンデューティを設定するデューティ制御回路３を有することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項５の照明装置によれば、図５に示すように、直流電源Ｖｄｃ間にチョークコイルＣＨとスイッチング素子ＦＥＴを直列接続し、スイッチング素子ＦＥＴ両端の電圧を整流平滑するダイオードＤ及びコンデンサＣと、上記スイッチング素子ＦＥＴを高周波で動作させる制御回路１及び駆動回路で構成された昇圧チョッパー回路と、この昇圧チョッパー回路の出力を直流電源として接続された請求項２〜４のいずれかに記載の照明装置と、昇圧チョッパーの出力電圧を上記制御回路１にフィードバックする手段（抵抗Ｒ６，Ｒ７）から成ることを特徴とするものである。
請求項６の照明装置によれば、図６に示すように、直流電源Ｖｄｃ間にスイッチング素子ＦＥＴとチョークコイルＣＨ及びコンデンサＣを直列接続し、直流電源Ｖｄｃのマイナス側からスイッチング素子ＦＥＴとチョークコイルＣＨの接続点に向けて接続されたダイオードＤと、上記スイッチング素子ＦＥＴを高周波で動作させる制御回路１及び駆動回路２で構成された降圧チョッパー回路と、この降圧チョッパー回路の出力を直流電源として接続された請求項２〜４のいずれかに記載の照明装置と、降圧チョッパーの出力電圧を上記制御回路１にフィードバックする手段（抵抗Ｒ６，Ｒ７）から成ることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項７の照明装置によれば、図７に示すように、直流電源Ｖｄｃ間にスイッチング素子ＦＥＴとチョークコイルＣＨを直列接続し、このチョークコイルＣＨ間の電圧を整流平滑するダイオードＤ及びコンデンサＣと、上記スイッチング素子ＦＥＴを高周波で動作させる制御回路１及び駆動回路２で構成された昇降圧チョッパー回路と、この昇降圧チョッパー回路の出力を直流電源として接続された請求項２〜４のいずれかに記載の照明装置と、昇降圧チョッパーの出力電圧を上記制御回路１にフィードバックする手段（抵抗Ｒ６，Ｒ７）から成ることを特徴とするものである。
請求項８の照明装置によれば、請求項１〜７のいずれかに記載の照明装置において、テールランプ点灯状態を低い光出力に、ブレーキ操作時のストップランプ点灯状態を高い光出力に対応させた車載用テール／ストップランプであることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図１に本発明の基本構成を示す。ここでは、２つの並列回路の光出力のアンバランスを抑制するための回路構成について説明する。直流電源Ｖｄｃの間に、第１のＬＥＤ回路（ＬＥＤ１）とＮＰＮトランジスタＴｒ１及びエミッタ抵抗Ｒ１の直列回路と、第２のＬＥＤ回路（ＬＥＤ２）とＮＰＮトランジスタＴｒ２及びエミッタ抵抗Ｒ２の直列回路と、抵抗Ｒ４とＲ５とストップランプ点灯時に抵抗Ｒ５を短絡するスイッチＳＷとコレクタ・ベースを短絡したＮＰＮトランジスタＴｒ３及びエミッタ抵抗Ｒ３の直列回路とを構成し、上記のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース端子をトランジスタＴｒ３のベース端子に接続して構成される。
【００１１】
本回路は、直流電源Ｖｄｃの電圧と、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ３で略決定される電流を基準として、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の回路電流を一致させるカレントミラー回路を構成しており、テールランプ点灯時とストップランプ点灯時とでスイッチＳＷの開閉により上記基準電流を切り替えることによって各ＬＥＤの明るさのバランスを保ちながら調光することができる。
【００１２】
なお、本実施形態はカレントミラー回路をＮＰＮトランジスタで構成しているが、ＰＮＰトランジスタで構成してもその効果には何ら支障がない。また、並列のＬＥＤ回路が２つの場合について説明したが、並列回路が増えた場合にも同様な効果が得られる。
【００１３】
図２は図１におけるスイッチＳＷを、テールランプ／ストップランプ点灯の切替スイッチに置き換えたものである。Ｓｔｏｐ端子に接続された抵抗Ｒ４を、Ｔａｉｌ端子に接続された抵抗Ｒ５に対して小さく設定すれば、ストップランプ点灯時にＬＥＤ１、ＬＥＤ２の光出力を増大させることができるとともに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で構成されるカレントミラー回路でＬＥＤ１とＬＥＤ２の明るさを略一致させることが出来る。
【００１４】
図３はＴａｉｌ端子及びＳｔｏｐ端子から得られる電圧を夫々抵抗Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ２に接続し、夫々接続点から抵抗Ｒ４，Ｒ５を介して基準電流回路を構成することによって、バッテリー電圧が変動しても基準電流を一定化できる。すなわち、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流の電圧変動特性を改善することができる。
【００１５】
図４は定電流回路をＬＥＤ１とＬＥＤ２にそれぞれ個別に設けた例である。ＬＥＤ１と直列にトランジスタＴｒ１及びエミッタ抵抗Ｒ１を接続し、トランジスタＴｒ１はバイアス抵抗Ｒ３によってオンすると共にエミッタ抵抗Ｒ１の電圧降下とトランジスタＴｒ１のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ１の和が一定値に達するとトランジスタＴｒ１のベース電流をクランプするツェナーダイオードＺＤ１が接続され、ＬＥＤ１の回路電流は定電流化される。
【００１６】
ＬＥＤ２についても同様にトランジスタＴｒ２及びエミッタ抵抗Ｒ２を直列に接続し、トランジスタＴｒ２はバイアス抵抗Ｒ４によってオンすると共にエミッタ抵抗Ｒ２の電圧降下とトランジスタＴｒ２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ２の和が一定値に達するとトランジスタＴｒ２のベース電流をクランプするツェナーダイオードＺＤ２が接続され、ＬＥＤ２の回路電流は定電流化される。これら２つの定電流回路の定数を一致させれば、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の回路電流は略等しくできる。
【００１７】
更に上記のエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２と並列に夫々抵抗Ｒ６，Ｒ７を介してトランジスタＴｒ３が接続され、Ｓｔｏｐ端子から抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ３をオンさせることによって、ストップランプ点灯状態ではトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタ抵抗が低下するので、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の回路電流を増大させることができる。
【００１８】
図５は図１で示した本発明の第１の実施形態を昇圧チョッパーの出力に接続した例である。入力に設けたチョークコイルＣＨ、スイッチング素子ＦＥＴ及びＦＥＴをオン・オフ制御する制御回路１、ダイオードＤ、コンデンサＣから成る昇圧チョッパー回路の出力（コンデンサＣの両端）に、図１で示したＬＥＤ定電流回路を接続し、更に抵抗Ｒ６，Ｒ７の分圧回路を設けて上記制御回路１にフィードバックし、出力電圧の安定化を図っている。このような方式においても、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、テールランプ／ストップランプの点灯状態に応じたスイッチＳＷの開閉によって光出力の切り替えが容易にできる。
【００１９】
図６は図１で示した本発明の第１の実施形態を降圧チョッパーの出力に接続した例である。入力に設けたスイッチング素子ＦＥＴ及びＦＥＴをオンオフ制御する制御回路１と駆動回路２、ダイオードＤ、チョークコイルＣＨ、コンデンサＣから成る降圧チョッパー回路の出力（コンデンサＣの両端）に、図１で示したＬＥＤ定電流回路を接続し、更に抵抗Ｒ６，Ｒ７の分圧回路を設けて上記制御回路１にフィードバックし、出力電圧の安定化を図っている。このような方式においても、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、テールランプ／ストップランプの点灯状態に応じたスイッチＳＷの開閉によって光出力の切り替えが容易にできる。
【００２０】
図７は図１で示した本発明の第１の実施形態を昇降圧チョッパー回路に接続した例である。入力に設けたスイッチング素子ＦＥＴ及びＦＥＴをオンオフ制御する制御回路１と駆動回路２、ダイオードＤ、チョークコイルＣＨ、コンデンサＣから成る昇降圧チョッパー回路の出力（コンデンサＣの両端）に、図１で示したＬＥＤ定電流回路を接続し、更に抵抗Ｒ６，Ｒ７の分圧回路を設けて上記制御回路１にフィードバックし、出力電圧の安定化を図っている。このような方式においても、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、テールランプ／ストップランプの点灯状態に応じたスイッチＳＷの開閉によって光出力の切り替えが容易にできる。
【００２１】
図８は図１で示した本発明の第１の実施形態をオンデューティ制御による点灯回路に応用した例を示す。図１で示したＬＥＤ定電流回路と直列にスイッチング素子ＦＥＴを接続し、デューティ制御部３で予め設定したオンデューティ信号によって上記ＦＥＴをオンオフ制御することによって、各ＬＥＤはパルス点灯を行なう。このような方式においても、スイッチング素子ＦＥＴがオンの区間におけるＬＥＤ１，ＬＥＤ２の回路電流はバランスが保たれ、テールランプ／ストップランプの点灯状態に応じたスイッチＳＷの開閉によって光出力の切り替えが容易にできる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、バッテリー等の直流電源で複数のＬＥＤを並列点灯する車載用テール／ストップランプにおいて課題となる各ＬＥＤ回路の光出力のアンバランス及び光出力の切り替え機能に対して、基準電流回路で設定した電流を各ＬＥＤ回路にカレントミラーの手段で供給し、また、テールランプ及びストップランプの点灯状態に応じて基準電流を切り替えることによって、簡単な構成で安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態の回路図である。
【図３】本発明の第３実施形態の回路図である。
【図４】本発明の第４実施形態の回路図である。
【図５】本発明の第５実施形態の回路図である。
【図６】本発明の第６実施形態の回路図である。
【図７】本発明の第７実施形態の回路図である。
【図８】本発明の第８実施形態の回路図である。
【図９】複数のＬＥＤを用いた従来の照明装置の回路図である。
【図１０】一般的なテールランプ／ストップランプの装着箇所を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｔｒ１〜Ｔｒ３　トランジスタ
Ｒ１　〜Ｒ５　　抵抗
ＬＥＤ１　　　　第１のＬＥＤ群
ＬＥＤ２　　　　第２のＬＥＤ群
Ｖｄｃ　　　　　直流電源
ＳＷ　　　　　　出力切替スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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