(57)【要約】      （修正有）【課題】電圧源に変動が生じても、安定した電流が出力され、発光ダイオードモジュールが安定して発光すると共に、過電流による破損を回避できる光源装置を提供する。【解決手段】発光ダイオードモジュールを備えた光源装置は、負荷モジュール１００と発光ダイオードモジュール２００とを含む。負荷モジュールは、電圧調整ユニット１１０と、電圧調整ユニットの第１及び第２の出力端の間に並列された定電流制御ユニット１２０とを含み、電圧調整ユニットの入力端１１５が電圧源３００の正極端に接続され、電圧調整ユニットが第１及び第２の出力端の間に安定した電圧差を生成するのに用いられ、電圧差は１．６ボルトよりも小さい。発光ダイオードモジュールは、電圧源から負荷モジュールを経て電圧差が消費された後の残留電圧を受信し、発光ダイオードストリング２１０全体に必要な動作電圧は安全電圧値を超えることがない。【選択図】図２
0003190949.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードモジュールを備えた光源装置であって、
電圧調整ユニットと、前記電圧調整ユニットの第１の出力端及び第２の出力端の間に並列された定電流制御ユニットとを含み、前記電圧調整ユニットの入力端が電圧源の正極端に接続され、前記電圧調整ユニットが前記第１の出力端及び前記第２の出力端の間に安定した電圧差を生成するのに用いられ、前記電圧差が１．６ボルトよりも小さい、負荷モジュールと、
前記電圧調整ユニットの前記第２の出力端と前記電圧源の負極端との間に接続されることで、前記電圧源から前記負荷モジュールを経て前記電圧差が消費された後の残留電圧を受信し、直列接続された複数の発光ダイオードを有する少なくとも１つの発光ダイオードストリングを備え、前記発光ダイオードストリングのストリング全体に必要な動作電圧が前記残留電圧以下である、発光ダイオードモジュールと、
を含み、前記残留電圧における前記発光ダイオードストリングのストリング全体に必要な動作電圧を超過する部分が安全電圧値を超えず、前記定電流制御ユニットが抵抗値を提供し、前記抵抗値が下記式の結果に基づいて前記定電流制御ユニットに配置され、
前記抵抗値とは、前記電圧調整ユニットによって生成された前記電圧差／前記発光ダイオードに必要な動作電流であることを特徴とする発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項２】
前記安全電圧値が１０ボルトであることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項３】
前記電圧調整ユニットが、低損失レギュレータであることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項４】
前記定電流制御ユニットが、抵抗であることを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項５】
前記安全電圧値が、１０ボルトであることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項６】
前記電圧差が、更に１．１ボルトよりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項７】
前記発光ダイオードモジュールは、複数の発光ダイオードストリングを備え、前記複数の発光ダイオードストリング同士は相互に並列されていることを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項８】
前記安全電圧値が、１０ボルトであることを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【請求項９】
前記電圧差が、更に１．１ボルトよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオードモジュールを備えた光源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、光源装置に関するものであり、特に発光ダイオードモジュールを備えた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の発光ダイオード光源モジュール１０を示した図である。図１に示すように、従来の発光ダイオード光源モジュール１０は、複数の発光ユニット１１を含むと共に、各発光ユニット１１がいずれも直流電圧源１２と相互に並列されている。各発光ユニット１１には、更に抵抗１１ａ及び複数の発光ダイオード１１ｂが含まれ、発光ダイオード１１ｂ及び抵抗１１ａは相互に直列されている。これにより、発光ダイオード１１ｂは、直流電圧源１２から出力された直流電圧を受信することで導通して発光することができる。
【０００３】
図１に示すように、直流電圧源１２から入力された電圧値が安定している場合、発光ダイオード１１ｂと直列な抵抗１１ａによってダイオード１１ｂを導通して発光する電流の大きさを制御することができ、定電流出力の効果を達成することができる。これにより、発光ダイオード１１ｂは、安定して発光することができる。
【０００４】
しかしながら、直流電圧源１２から出力された電圧値に微細な変動が生じた場合、発光ユニット１１に入力される電流に大幅な変動が生じ、不安定な電流が生成されると共に、発光ユニット１１における発光ダイオード１１ｂの発光輝度に影響を及ぼし、それによって発光ダイオード１１ｂが急に明るくなったり暗くなったりする状況が生じる可能性があり、しかも発光ダイオード１１ｂが生成する熱エネルギーが不安定となり、ひいては発光ダイオード１１ｂの使用寿命が短くなるという問題があった。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、発光ダイオードに安定した電流を供給することができる光源装置を提供することを課題とする。
【０００６】
本考案は、更に低コストの発光ダイオードモジュールを備えた光源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本考案に係る発光ダイオードモジュールを備えた光源装置は、負荷モジュールと発光ダイオードモジュールとを含む。負荷モジュールは、電圧調整ユニットと、電圧調整ユニットの第１の出力端及び第２の出力端の間に並列された定電流制御ユニットとを含み、電圧調整ユニットの入力端が電圧源の正極端に接続され、電圧調整ユニットが第１の出力端及び第２の出力端の間に安定した電圧差を生成するのに用いられ、電圧差は１．６ボルトよりも小さい。発光ダイオードモジュールは、電圧調整ユニットの第２の出力端と電圧源の負極端との間に接続されることで、電圧源から負荷モジュールを経て電圧差が消費された後の残留電圧を受信し、直列接続された複数の発光ダイオードを有する少なくとも１つの発光ダイオードストリングを備え、発光ダイオードストリングのストリング全体に必要な動作電圧は残留電圧以下である。ここで、残留電圧における発光ダイオードストリングのストリング全体に必要な動作電圧を超過する部分が安全電圧値を超えず、定電流制御ユニットが抵抗値を提供し、当該抵抗値が下記式の結果に基づいて前記定電流制御ユニットに配置される。抵抗値＝電圧調整ユニットによって生成された電圧差／発光ダイオードに必要な動作電流。
【０００８】
本考案の１つの実施例において、電圧調整ユニットは、低損失レギュレータである。
【０００９】
本考案の１つの実施例において、定電流制御ユニットは、抵抗である。
【００１０】
本考案の１つの実施例において、発光ダイオードモジュールは、複数の発光ダイオードストリングを有し、これら発光ダイオードストリング同士は相互に並列される。
【００１１】
本考案の１つの実施例において、安全電圧値は、１０ボルトである。
【００１２】
本考案の１つの実施例において、電圧差は、更に１．１ボルトよりも小さい。
【考案の効果】
【００１３】
これにより、本考案では、負荷モジュールが安定して消費した電圧差によって、定電流制御ユニットが電流出力を安定値に制御することができ、発光ダイオードモジュールがこれによって安定した供給電流を得ることができる。これにより、発光ダイオードモジュールが過電流によって破損することを回避することができると共に、発光ダイオードモジュールは電圧源から出力された微細な変動によって変化が生じることがない。換言すれば、本考案の電圧調整ユニット、定電流制御ユニットの使用及び電圧差、残留電圧値、安全電圧値の制御を介して、光源装置の発光ダイオードモジュールは、安定した電流供給を行えるだけでなく、光源装置に例えば低損失レギュレータ（ｌｏｗ  ｄｒｏｐｏｕｔ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ、ＬＤＯ）であるコストの低い電圧調整ユニットを採用することで安定した電流を生成する効果を達成することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の発光ダイオード光源モジュールを示した図である。
【図２】本考案の１つの実施例における発光ダイオードモジュールを備えた光源装置を示した図である。
【図３】本考案の１つの実施例における複数の発光ダイオードストリングを備えた光源装置を示した図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本考案の目的、特徴及び効果を十分に理解することができるように、以下、具体的な実施例に基づき、図面を併せて用いながら、本考案について詳しく説明する。
【００１６】
まず、図２は、本考案の１つの実施例における光源装置を示した図である。本考案に係る発光ダイオードモジュールを備えた光源装置は、負荷モジュール１００及び発光ダイオードモジュール２００を含む。負荷モジュール１００は、電圧源３００からの出力電圧を受信すると共に、安定した電流を発光ダイオードモジュール２００に提供するようにこの電圧を制御する。
【００１７】
負荷モジュール１００は、電圧調整ユニット１１０及び定電流制御ユニット１２０を含む。電圧調整ユニット１１０は、入力端１１５、第１の出力端１１１及び第２の出力端１１２を有する。定電流制御ユニット１２０の入力は、第１の出力端１１１に接続され、定電流制御ユニット１２０の出力は、第２の出力端１１２に接続される。これにより、定電流制御ユニット１２０は、電圧調整ユニット１１０の第１の出力端１１１及び第２の出力端１１２の間に並列される。電圧調整ユニット１１０の入力端１１５は、電圧源３００の出力電圧を受信するように、電圧源３００の正極端３０１に接続される。定電流制御ユニット１２０は、例えば抵抗（図２に示す）であってもよい。
【００１８】
電圧調整ユニット１１０は、第１の出力端１１１及び第２の出力端１１２の間に安定した電圧差を生成するのに用いられる。本考案の実施例においては、その電圧差は、１．６ボルトよりも小さくなければならず、好ましくは１．１ボルトよりも小さい。電圧調整ユニット１１０としては、例えば低損失レギュレータ（ｌｏｗ  ｄｒｏｐｏｕｔ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ、ＬＤＯ）を採用することができる。
【００１９】
発光ダイオードモジュール２００は、少なくとも１つの発光ダイオードストリング２１０を備える（図２では、１本の発光ダイオードストリングを例とする）。各発光ダイオードストリング２１０内では、複数の発光ダイオード２０１が直列接続される。発光ダイオードモジュール２００は、電圧調整ユニット１００の第２の出力端１１２と電圧源３００の負極端３０２との間に接続されることで、電圧源３００の電圧出力が負荷モジュール１００を経て電圧差が消費された後に残留した残留電圧を受信する。本考案は、負荷モジュール１００の設置によって安定した電圧を生成することで発光ダイオードモジュール２００に供給される安定した電流を生成する構成としている。換言すれば、安定した電流の生成は、本考案の負荷消費のための負荷モジュール１００によって提供される。従って、発光ダイオードストリング２１０のストリング全体に必要な動作電圧に基づくことで、負荷モジュール１００の電圧差によって適切な残留電圧を配置することができる。例えば、発光ダイオードストリング２１０のストリング全体に必要な動作電圧は、残留電圧以下である。
【００２０】
また、本考案の実施例において、残留電圧における発光ダイオードストリング２１０のストリング全体に必要な動作電圧を超過する部分は、安全電圧値を超えてはならず、好ましくは、当該安全電圧値は６ボルト〜１０ボルトの間に設定される。一方、定電流制御ユニット１２０は、抵抗値を提供することができ、当該抵抗値は下記式の結果に基づいて定電流制御ユニット１２０に配置される。
【００２１】
抵抗値＝（電圧調整ユニットによって生成された電圧差）／（発光ダイオードに必要な動作電流）。
【００２２】
これにより、本考案の負荷モジュール１００及び発光ダイオードモジュール２００の配置によれば、発光ダイオードストリング２１０のストリング全体に必要な動作電圧と負荷モジュール１００の電圧差とに基づいて、光源装置の好ましい配置の組み合わせを取得することが容易となる。例えば、電圧源として２４ボルトが提供された場合、発光ダイオードストリング２１０として動作電圧が３．３ボルトである発光ダイオード計６個を直列接続する必要があるとき、負荷モジュール１００は、安定して生成する電圧差が１ボルトとなるよう構成することができる。この時、所定の発光ダイオードの動作電流が０．１アンペアである場合、定電流制御ユニット１２０が１０オームの抵抗値を生成するよう配置されることで、負荷モジュール１００が０．１アンペアを安定して出力する。この時、残留電圧（２３ボルト）における発光ダイオードストリング２１０のストリング全体に必要な動作電圧（１９．８ボルト）を超過する部分は３．２ボルトであり、安全電圧値（１０ボルト）を超えることはない。
【００２３】
次いで図３は、本考案の１つの実施例における複数の発光ダイオードストリングを備えた光源装置を示した図である。図３は、発光ダイオードモジュール２００が複数の発光ダイオードストリング２１０を備えた実施形態を例示しており、これら発光ダイオードストリング２１０同士は、相互に並列となる方式で配置されている。
【００２４】
このように、本考案に係る発光ダイオードモジュールを備えた光源装置は、電圧源に変動が生じた場合でも、負荷モジュールの電圧調整ユニットが依然として安定した電圧差を生成することができ、更には安定した電流が出力され、発光ダイオードモジュールが安定して発光すると共に、発光ダイオードモジュールが過電流によって破損することを回避することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１１                      発光ユニット
１１ａ                                       抵抗
１１ｂ                                       発光ダイオード
１２                                           直流電圧源
１００                                       負荷モジュール
１１０                                       電圧調整ユニット
１１１                                       第１の出力端
１１２                                       第２の出力端
１１５                                       入力端
１２０                                       定電流制御ユニット
２００                                       発光ダイオードモジュール
２０１                                       発光ダイオード
２１０                                       発光ダイオードストリング
３００                                       電圧源
３０１                                       正極端
３０２                                       負極端
【図１】
0003190949.tif 000003
【図２】
0003190949.tif 000004
【図３】
0003190949.tif 000005