(57)【要約】      （修正有）【課題】フリッカー現象を改善するＬＥＤ照明装置をする。【解決手段】整流された交流電圧によって駆動されるＬＥＤ照明装置１０１は、発光デバイス１２と、電荷蓄積部Ｃ１と、電流コントローラ２０とを備える。電荷蓄積部は、ブリッジ整流器１１２を使用して整流された交流電圧ＶＡＣが、発光デバイスをＯＮにするのにまだ不十分なときに、発光デバイスをＯＮにするように構成されている。電流コントローラは、整流された交流電圧のレベルに関わらず、ＬＥＤ照明装置が一定の輝度を保つことを可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流された交流（ＡＣ）電圧で駆動される、第１電流に応じて光を供給するための、第１の発光デバイスと、
第１の電荷蓄積部と、
電流コントローラと、を備える、
発光ダイオード（ＬＥＤ）照明装置であって、
前記第１の電荷蓄積部は、前記整流されたＡＣ電圧が、前記第１の電荷蓄積部の両端に設定される第１電圧よりも小さいときに、第１電流を供給するように構成されることで、前記第１の発光デバイスがＯＮの状態を維持し、
前記電流コントローラは、
前記第１の発光デバイスと接続されており、前記第１電流が第１の電流設定値を超えないように、前記第１電流を調整する、第１の電流制御部、及び
前記第１の電流制御部と直列に接続され、前記第１の電荷蓄積部に直列に接続されており、当該ＬＥＤ照明装置の全体電流を第２電流とすると、前記第２電流が第２の電流設定値を超えないように、前記第２電流を調整する、第２の電流制御部、を有している、
ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧よりも大きくなったとき、前記第１の電荷蓄積部は、前記第１電流の供給を停止し、前記整流されたＡＣ電圧によって充電され始める、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記整流されたＡＣ電圧を供給するための電源回路をさらに備えており、
前記第２の電流制御部は、前記第１の電流制御部と、前記電源回路の負の出力端との間に接続される、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記整流されたＡＣ電圧を供給するための電源回路をさらに備えており、
前記第２の電流制御部は、前記電源回路の正の出力端と、前記第１の電流制御部との間に接続される、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記第１の発光デバイスに直列に接続され、前記第１の電荷蓄積部に直列に接続されており、前記第２電流に応じた光を供給する、第２の発光デバイスを、さらに備える、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記第１の電流制御部へ並列に接続され、前記第１の電流制御部の両端に設定される電圧を制限するように構成される、電圧クランプ部を、さらに備える、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記電圧クランプ部は、ＬＥＤ又はツェナーダイオードを含む、
請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記整流されたＡＣ電圧が、前記第１の電荷蓄積部の両端に設定される前記第１電圧と、第２の電荷蓄積部の両端に設定される第２電圧との和よりも小さいとき、前記第１電流を供給するように構成されることで、前記第１の発光デバイスがＯＮの状態を維持する、第２の電荷蓄積部と、
前記第１の電荷蓄積部と並列に接続される第３の電流制御部と、
前記第３の電流制御部を介して前記第１の電荷蓄積部が放電されることを防止するように構成される経路制御部と、をさらに備えており、
前記第２の電荷蓄積部は、前記第３の電流制御部へ直列に接続され、前記第１の電荷蓄積部へ直列に接続されており、
前記第１の電荷蓄積部と前記第２の電荷蓄積部とは、前記第１の発光デバイスと前記第１の電流制御部と並列に接続されている、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記第３の電流制御部に接続される第１の端部と、前記第２の電荷蓄積部に接続される第２の端部とを有する、検出抵抗を、さらに備える、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧と前記第２電圧との和よりも大きくなったとき、前記第１の電荷蓄積部と前記第２の電荷蓄積部とは、前記第１電流の供給を停止し、前記整流されたＡＣ電圧から充電され始める、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧と前記第２電圧との和よりも大きいとき、前記第３の電流制御部はＯＦＦされるように構成され、
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧と前記第２電圧との和よりも大きくないとき、前記第３の電流制御部がＯＮになるように構成されることで、前記第２の電荷蓄積部を充電する第３電流が、第３の電流設定値を超えないように、前記第２の電荷蓄積部を流れる前記第３電流を調整する、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記第２の電流設定値は、前記第１の電流設定値よりも大きく、
前記第３の電流設定値は、前記第２の電流設定値と前記第１の電流設定値との差を超えない、
請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
前記第１の電荷蓄積部に直列に接続され、前記第１の発光デバイスに直列に接続されており、前記第２電流に応じて光を供給する、第２の発光デバイスを、さらに備える、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
前記第１の電流制御部へ並列に接続され、前記第１の電流制御部の両端に設定される電圧を制限するように構成される、電圧クランプ部を、さらに備える、
請求項８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、特に低フリッカーのＬＥＤ照明装置に関する。
【０００２】
本出願は、２０１５年６月２４日に米国で出願された仮出願番号６２／１８３，７５２の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
整流された交流（ＡＣ）電圧によって直接駆動される発光ダイオード（light  Emitting  Diode：ＬＥＤ）照明装置は、必要な輝度を提供するために、直列接続された複数のＬＥＤを採用している。ＬＥＤ照明装置は、光束及び光の強度を変調（変化）するように構成されている。この時間変化は、一般にフリッカー（Flicker、ちらつき）と呼ばれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤのフリッカーは、知覚するか否かによらず、潜在的な人への影響により、照明の社会において、懸念事項になっているため、それは、注意散漫や軽度の不快感から、神経学的な問題にまで及んでいる。
【０００５】
したがって、フリッカー現象を改善することができるＬＥＤ照明装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発光デバイスと、電荷蓄積部と、電流コントローラとを備えるＬＥＤ照明装置を提供する。発光デバイスは、整流されたＡＣ電圧で駆動され、第１電流に応じて光を供給する。電荷蓄積部は、前記整流されたＡＣ電圧が、前記第１の電荷蓄積部の両端に設定される第１電圧よりも小さいときに、第１電流を供給するように構成されることで、前記第１の発光デバイスがＯＮの状態を維持する。電流コントローラは、第１の電流制御部と、第２の電流制御部とを備える。第１の電流制御部は、発光デバイスと接続されており、前記第１電流が第１の電流設定値を超えないように、前記第１電流を調整する。第２の電流制御部は、前記第１の電流制御部と直列に接続され、前記第１の電荷蓄積部に直列に接続されている。ここで、ＬＥＤ照明装置の全体電流を第２電流とすると、第２の電流制御部は、前記第２電流が第２の電流設定値を超えないように、前記第２電流を調整する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ＬＥＤ照明装置は、フリッカー現象を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る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】
【０００９】
図１〜図８は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１０１〜１０８を示す図である。ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８の各々は、電源回路１１０、第１の発光デバイス１２、電流コントローラ２０、及び第１の電荷蓄積部Ｃ１を含む。ＬＥＤ照明装置１０３及び１０７は、第２の発光デバイス１４を夫々さらに含む。ＬＥＤ照明装置１０４及び１０８は、第２の電荷蓄積部Ｃ２、検出抵抗ＲＳ、及び経路制御部Ｄ１を夫々さらに含む。ＬＥＤ照明装置１０５〜１０８は、電圧クランプ部ＺＶを夫々さらに含む。
【００１０】
電源回路１１０は、正及び負の周期（期間）を持つ交流（ＡＣ）電圧ＶＳを受けとり、負の期間において、ブリッジ整流器１１２を使用して交流電圧ＶＳの出力を変換するように構成されていることによって、時間とともに周期的に変化する、整流された交流電圧ＶＡＣを供給して、ＬＥＤ照明装置を１０１〜１０８を駆動する。Ｎ１は、電源回路１１０の正の出力端を表す。一方、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、任意の交流電圧ＶＳを受けとり、ＡＣ−ＡＣ変換器を使用して電圧変換を行い、ブリッジ整流器１１２を使用して変換された交流電圧を整流することによって、時間とともに周期的に変化する、整流された交流電圧ＶＡＣを供給する。ただし、電源回路１１０の構成は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１１】
ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８では、各発光デバイス１２及び１４は、単一のＬＥＤ又は直列に接続された複数のＬＥＤを採用しうる。図１〜図８は、単一接合のＬＥＤ、複数多接合の高電圧（ＨＶ）ＬＥＤ、又は、様々な種類のＬＥＤの任意の組み合わせから構成することができる複数のＬＥＤを使用する実施例を示している。ただし、発光デバイス１２及び１４の種類及び構成は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１２】
ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８では、電荷蓄積部Ｃ１，Ｃ２は夫々、単一のコンデンサ、あるいは、同様の機能を提供する１又は複数の装置を採用することができる。ただし、電荷蓄積部Ｃ１，Ｃ２の種類及び構成は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１３】
ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８では、経路制御部（path  controller）Ｄ１，Ｄ２は夫々、ダイオード、ダイオードに接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ダイオードに接続されたバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、同様の機能を持つ他のデバイス、又は同様の機能を提供する他のデバイスを採用することができる。ただし、経路制御部Ｄ１，Ｄ２の種類及び構成は、本発明の範囲を限定するものではない。特定の経路制御部の両端に設定された電圧がターンオン電圧を超えたときに、特定の経路制御装置は、順方向にバイアスされ、短絡手段として機能する。特定の経路制御部の両端に設定された電圧がそのターンオン電圧を超えないとき、特定の経路制御部は、逆方向にバイアスされ、開放装置として機能する。
【００１４】
例示の目的のために、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８の動作を説明するために、以下の符号は、説明及び図面全体を通して、使用される。ＶＣ１は、電荷蓄積部Ｃ１の両端に設定される電圧（第１電圧）を表す。ＶＣ２は、電荷蓄積部Ｃ２の両端に設定される電圧（第２電圧）を表す。ＩＣ１は、電荷蓄積部Ｃ１に流れる電流を表す。ＩＣ２は、電荷蓄積部Ｃ２に流れる電流を表す。ＶＬＥＤは、発光デバイス１２の両端に設定される電圧を表す。ＩＬＥＤは、発光デバイス１２を流れる電流（第１電流）を表す。ＩＴＯＴは、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８に流れる全体の電流（第２電流）を表す。
【００１５】
図１に示すＬＥＤ照明装置１０１及び図２に示すＬＥＤ照明装置１０２において、電流コントローラ２０は、直列に接続された二つの電流制御部、第１の電流制御部ＣＣ１及び第２の電流制御部ＣＣ２を含む。電荷蓄積部Ｃ１が、直列接続された電流制御部ＣＣ１と発光デバイス１２と並列に接続されるとして、第１の電流設定値ＩＳＥＴ１を持つ電流制御部ＣＣ１は、発光デバイス１２と直列に接続される。第２の電流設定値ＩＳＥＴ２を持つ電流制御部ＣＣ２は、電荷蓄積部Ｃ１に直列に接続されている。ＬＥＤ照明装置１０１において、電流制御部ＣＣ２は、電流制御部ＣＣ１及び電源回路１１０の負の出力端Ｎ２との間に接続されている。ＬＥＤ照明装置１０２において、電流制御部ＣＣ２は、電源回路１１０の正の出力端Ｎ１と電流制御部ＣＣ１との間に接続されている。
【００１６】
図３に示すＬＥＤ照明装置１０３において、電流コントローラ２０は、直列に接続された２つの電流制御部ＣＣ１及びＣＣ２を含む。電荷蓄積部Ｃ１が、直列接続された電流制御部ＣＣ１と発光デバイス１２と並列に接続されるとして、第１の電流設定値ＩＳＥＴ１を持つ電流制御部ＣＣ１は、発光デバイス１２に直列に接続されている。第２の電流設定値ＩＳＥＴ２を持つ電流制御部ＣＣ２は、電荷蓄積部Ｃ１に直列に接続されている。発光デバイス１４の第１の端部は、電源回路１１０の正の出力端Ｎ１に接続されている。発光デバイス１４の第２の端部は、発光デバイス１２及び電荷蓄積部Ｃ１に接続されている。
【００１７】
電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２の両端に設定されている電圧ＶＣＣ１又は電圧ＶＣＣ２が、電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２のカットイン電圧（ニー電圧、cut-in  voltage）を超えない場合、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２が、カットオフモード（遮断モード）で動作し、開回路デバイスとして機能する。
【００１８】
電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２の両端に設定されている電圧ＶＣＣ１又は電圧ＶＣＣ２が、電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２のカットイン電圧を超えているが、電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２のドロップアウト電圧（Drop-out  Voltage）を超えていない場合、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２が、完全にＯＮ状態にならず、特定の方法で電圧ＶＡＣに応じて電流ＩＬＥＤ又は電流ＩＴＯＴが変化するようなリニアモード（Linear  Mode）での電圧制御デバイスとして動作する。例えば、電流制御部ＣＣ１，ＣＣ２の夫々は、Ｎ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタを採用した場合、電流ＩＬＥＤと電圧ＶＣＣ１との関係又は、電流ＩＴＯＴと電圧ＶＣＣ２との関係は、ＮＭＯＳトランジスタのドレイン電流とＮＭＯＳトランジスタのドレイン・ソース電圧との関係によって決定される。
【００１９】
電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２の両端に設定されている電圧ＶＣＣ１又は電圧ＶＣＣ２が、電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２のドロップアウト電圧を超えている場合、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、電流ＩＬＥＤは、電流制御部ＣＣ１の最大電流設定値ＩＳＥＴ１まで達する、又は電流ＩＴＯＴは電流制御部ＣＣ２の最大電流設定値ＩＳＥＴ２まで達する。これに応答して、電流制御部ＣＣ１又はＣＣ２は定電流モードへ切り替わり、
電圧ＶＣＣ２又はＶＣＣ３とともに変化することに代えて、電流ＩＬＥＤ又は電流ＩＴＯＴが定電流値ＩＳＥＴ１又はＩＳＥＴ２で、維持されることができるような電流リミッタとして機能する。
【００２０】
図９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。発光デバイス１２の両端に設定される電圧ＶＬＥＤが、時間とともに周期的に値が変化する整流された交流電圧ＶＡＣに対応付けられているので、期間Ｔ０〜ｔ６の２つの周期を示している。ここで、時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ３〜ｔ４の期間は、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間に属しており、時刻ｔ２〜ｔ３及び時刻ｔ５〜ｔ６の期間は、整流された交流電圧ＶＡＣの下降期間に属している。
【００２１】
整流された交流電圧ＶＡＣが発光デバイス１２のカットイン電圧と電流制御部ＣＣ１，ＣＣ２との合計よりも大きい場合（即ち、ＶＡＣ＞（ＶＣ１＋ＶＣＣ２））、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、電圧ＶＬＥＤは発光デバイス１２をＯＮするのに十分に大きい電圧であり、電流制御部ＣＣ１，ＣＣ２は両方機能している。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２、及び時刻ｔ４〜ｔ５の間、発光デバイス１２は、整流された交流電圧ＶＡＣによってＯＮ状態に維持されることができる。電流制御部ＣＣ１は、電流ＩＬＥＤを電流設定値ＩＳＥＴ１でクランプするように構成されており、電流制御部ＣＣ２は、電流ＩＴＯＴを電流設定値ＩＳＥＴ２でクランプするように構成されている。これらの期間の間に、（電荷蓄積部Ｃ１は電流ＩＬＥＤの供給を停止し）、整流された交流電圧ＶＡＣは、電流の差（ＩＳＥＴ２−ＩＳＥＴ１）の量によって電荷蓄積部Ｃ１を充電し、これによって、電圧ＶＣ１が徐々に増加する。
【００２２】
整流された交流電圧ＶＡＣが、発光デバイス１２のカットイン電圧と電流制御部ＣＣ１，ＣＣ２との合計（和）よりも大きい場合（即ち、ＶＡＣ＜（ＶＣ１＋ＶＣＣ２））、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、電荷蓄積部Ｃ１によってさらに供給される電圧ＶＬＥＤは、依然として発光デバイス１２をＯＮするのに十分である。このような状況下では、電流制御部ＣＣ１が機能しているが、電流制御装置ＣＣ２は機能していない。具体的には、時刻ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ４、及びｔ５〜ｔ６の間、電荷蓄積部Ｃ１から放電されたエネルギーによって、電流ＩＬＥＤが供給されることによって、発光デバイス１２がＯＮ状態を維持する。電流制御部ＣＣ１は、電流ＩＬＥＤを電流設定値ＩＳＥＴ１でクランプするように構成され、電流制御部ＣＣ２は、いずれの電流も調整していない（ＩＴＯＴ＝０）。この期間中、電荷蓄積部Ｃ１は、発光デバイス１２を介して放電されるため、これによって、電圧ＶＣ１は徐々に低下する。
【００２３】
図９に示すように、電荷蓄積部Ｃ１を導入することで、発光デバイス１２が長いターンオン時間（ＯＮ期間）を保つこと、又は常にＯＮにすることを可能にする。電流制御部ＣＣ１，ＣＣ２を導入することで、整流された交流電圧ＶＡＣのレベルに関わらず、ＬＥＤ照明装置が一定の輝度を保つことを可能にすることによって、フリッカー現象を改善する。
【００２４】
図４に示されているＬＥＤ照明装置１０４において、電流コントローラ２０は、３つの電流制御部ＣＣ１〜ＣＣ３を含む。第１の電流設定値ＩＳＥＴ１を持つ電流制御部ＣＣ１は、電流（第１電流）ＩＬＥＤを調整するために、発光デバイス１２と直列に接続されている。第２の電流設定値ＩＳＥＴ２を持つ電流制御部ＣＣ２は、全体電流（第２電流）ＩＴＯＴを調節するため、電流制御部ＣＣ１と直列に接続されるとともに、）電荷蓄積部Ｃ２と直列に接続されている。第３の電流設定値ＩＳＥＴ３を持つ電流制御部（第３の電流制御部）ＣＣ３は、電荷蓄積部Ｃ２を流れる電流（第３電流）ＩＣ２を調節するため、電荷蓄積部Ｃ１と並列に接続され、電荷蓄積部Ｃ２と直列に接続されている。電荷蓄積部Ｃ１，Ｃ２と検出抵抗ＲＳとは、互いに直列に接続されており、これらは、電流制御部ＣＣ１及び発光デバイス１２と並列に接続されている、検出抵抗ＲＳは、電流制御部ＣＣ３がＯＮしている長さを調整するために使用されており、適宜省略してもよい。経路制御部Ｄ１は、電流制御部ＣＣ３、電荷蓄積部Ｃ１及び発光デバイス１２と接続されており、電流制御部ＣＣ３を介して電荷蓄積部Ｃ１から放電されることを防止するように構成されている。本発明において、第２の電流設定値ＩＳＥＴ２の値は第１の電流設定値ＩＳＥＴ１の値よりも大きく、第３の電流設定値ＩＳＥＴ３の値は、（ＩＳＥＴ２−ＩＳＥＴ１）の電流差よりも小さい。
【００２５】
図９に示す電流／電圧特性を用いて、ＬＥＤ照明装置１０４の動作を説明する。電圧ＶＡＣが（ＶＣ１＋ＶＣ２＋ＶＣＣ２）より大きい場合、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、電圧ＶＬＥＤは発光デバイス１２をＯＮするのに十分に大きく、経路制御部Ｄ１は順方向にバイアスされ、電流制御部ＣＣ１，ＣＣ２は、機能しており、電流制御部ＣＣ３は機能していない。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２、及び時刻ｔ４〜ｔ５の間、発光デバイス１２は、整流された交流電圧ＶＡＣによってＯＮ状態を維持されうる。電流制御部のＣＣ１は電流ＩＬＥＤを電流設定値ＩＳＥＴ１でクランプするように構成されており、電流制御部ＣＣ２は電流ＩＴＯＴを、電流設定値ＩＳＥＴ２でクランプするように構成されている。これらの期間中は、（電荷蓄積部Ｃ１及び電荷蓄積部Ｃ２は電流ＩＬＥＤの供給を停止し、）
整流された交流電圧ＶＡＣは、電流の差（ＩＳＥＴ２−ＩＳＥＴ１）の量によって電荷蓄積部Ｃ１，Ｃ２を充電するため、これによって、電圧ＶＣ１及びＶＣ２は徐々に増加する。
【００２６】
整流された交流電圧ＶＡＣが（ＶＣ１＋ＶＣ２＋ＶＣＣ２）よりも小さいが、（ＶＣ２＋ＶＣＣ２）より大きい場合、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、経路制御部Ｄ１は逆バイアスになり、電流制御部ＣＣ１，ＣＣ３は、機能しており、電流制御部ＣＣ２は、機能していない。具体的には、時刻ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ４、及びｔ５〜ｔ６の間は、電荷蓄積部Ｃ１及びＣ２は、電流ＩＬＥＤの供給を開始することで、電流制御部ＣＣ１は、電流設定値ＩＳＥＴ１においてクランプされる。電荷蓄積部Ｃ２を充電する電流ＩＣ２が電流ＩＳＥＴ３でクランプすることができるように、電流制御部ＣＣ３は電流を供給する。電荷蓄積部Ｃ１及びＣ２は、発光デバイス１２を介して放電される場合の期間、唯一、電荷蓄積部Ｃ２だけが電流ＩＳＥＴ３によって充電されるので、（ＶＣ１＋ＶＣ２）の値は徐々に減少する。
【００２７】
整流された交流電圧ＶＡＣが（ＶＣ２＋ＶＣＣ２）より小さい場合、整流された交流電圧ＶＡＣの上昇期間中又は下降期間中、電圧ＶＬＥＤは、発光デバイス１２をＯＮにするために十分であるが、電流制御部ＣＣ２，ＣＣ３は、機能していない。具体的には、時刻ｔ０〜ｔ１、時刻ｔ２〜ｔ４、時刻ｔ５〜ｔ６の間、電荷蓄積部Ｃ１及びＣ２から放電されたエネルギーによって電流ＩＬＥＤが供給されるので、発光デバイス１２はＯＮ状態を保持する。電流制御部ＣＣ１は電流ＩＬＥＤを電流設定値ＩＳＥＴ１でクランプするように構成されており、電流制御部ＣＣ２，ＣＣ３は、いずれの電流も調整していない。これらの期間中、電荷蓄積部Ｃ１，Ｃ２が発光デバイス１２を介して放電される、これによって、電圧ＶＣ１及び電圧ＶＣ２の両方は徐々に減少する。
【００２８】
図９に示すように、電荷蓄積部Ｃ１，Ｃ２を導入することにより、発光デバイス１２が、長いターンオン時間を保つこと、及び常にＯＮであること、を可能にする、電流制御部ＣＣ１〜ＣＣ３の導入は、整流された交流電圧ＶＡＣのレベルに関わらず、ＬＥＤ照明装置１０４が一定の輝度を保つことを可能することによって、フリッカー現象を改善する。
【００２９】
図５〜図８に示されるＬＥＤ照明装置１０５〜１０８は、図１〜図４に示されているＬＥＤ照明装置１０１〜１０４と夫々同様である。違いは、各ＬＥＤ照明装置１０５〜１０８は、電流制御部ＣＣ１と並列に接続された電圧クランプ部ＺＶをさらに含むことである。電圧クランプ部ＺＶは、対応する電圧ＶＣ１と同様に、電流制御部ＣＣ１（の両端電圧ＶＣＣ１）の電圧降下を制限することができる。図９に示す電流／電圧特性を使用して、ＬＥＤ照明装置１０５〜１０８の動作を説明しうる。本発明では、電圧クランプ部ＺＶは、ＬＥＤ、ツェナーダイオード、又は同様の機能を提供する他の装置を採用することができる。しかし、電圧クランプ部ＺＶの種類は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３０】
ＬＥＤフリッカーは、周期的であって、その波形は、振幅、平均レベル、周期的な周波数、形状、及び／又はデューティ・サイクルの変化によって特徴づけられるものであると、当業者にはよく知られている。フリッカー（ちらつき）を定量化するために、パーセントフリッカーやフリッカー指数が歴史的に使用されるメトリックであり、以下の式で表される。
パーセントフリッカー＝１００％  ｘ  （ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）  ・・・式（１）
フリッカー指数＝ＡＲＥＡ１／（ＡＲＥＡ１＋ＡＲＥＡ２）  ・・・式（２）
式（１）において、ＭＡＸは、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８の最大強度／光束（ｆｌｕｘ）を表している。ＭＩＮは、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８の最小強度／光束を表している。
式（２）において、ＡＲＥＡ１は、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８の強度／光束が平均より上である場合の、駆動サイクルの期間内に強度／光束の総和を表している。ＡＲＥＡ２は、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８の強度／光束は、平均未満である場合の、駆動サイクルの期間内に強度／光束の総和を表している。
【００３１】
図９からわかるように、電荷蓄積部Ｃ１，Ｃ２を導入することによって、式（１）における（ＭＡＸ−ＭＩＮ）、及び式（２）中のＡＲＥＡ１／ＡＲＥＡ２が０と等しくなることが可能になり、これにより、ＬＥＤ照明装置１０１〜１０８のパーセントフリッカーやフリッカー指数を実質的に減少させる。
【００３２】
上述の電荷蓄積部と電流制御部によって、本発明に係るＬＥＤ照明装置での発光の変動は、無視することができる。したがって、本発明は、フリッカー現象（ちらつき現象）を改善することができるＬＥＤ照明装置を提供することができる。
当業者は、本発明の教示を維持しながら、多くの修正及び装置及び方法の変更がなされ得ることを遵守する。添付の特許請求の範囲の用語・境界によってのみ限定されるものであるとして、上記の開示は、解釈されるべきである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月13日(2016.9.13)
【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】
整流された交流（ＡＣ）電圧で駆動される、第１電流に応じて光を供給するための、第１の発光デバイスと、
第１の電荷蓄積部と、
電流コントローラと、を備える、
発光ダイオード（ＬＥＤ）照明装置であって、
前記第１の電荷蓄積部は、前記整流されたＡＣ電圧が、前記第１の電荷蓄積部の両端に設定される第１電圧よりも小さいときに、第１電流を供給するように構成されることで、前記第１の発光デバイスがＯＮの状態を維持し、
前記電流コントローラは、
前記第１の発光デバイスと直列に接続されており、前記第１電流が第１の電流設定値を超えないように、前記第１電流を調整する、第１の電流制御部、及び
前記第１の電流制御部に隣接して直列に接続され、且つ前記第１の電荷蓄積部に直列に接続されており、当該ＬＥＤ照明装置の全体電流を第２電流とすると、前記第２電流が第２の電流設定値を超えないように、前記第２電流を調整する、第２の電流制御部、を有しており、
前記第１の電荷蓄積部の一端が、隣接して直列に接続された前記第１の電流制御部と前記第２の電流制御部との間に接続される、
ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧よりも大きくなったとき、前記第１の電荷蓄積部は、前記第１電流の供給を停止し、前記整流されたＡＣ電圧によって充電され始める、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記整流されたＡＣ電圧を供給するための電源回路をさらに備えており、
前記第２の電流制御部は、前記第１の電流制御部と、前記電源回路の負の出力端との間に接続される、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記整流されたＡＣ電圧を供給するための電源回路をさらに備えており、
前記第２の電流制御部は、前記電源回路の正の出力端と、前記第１の電流制御部との間に接続される、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記第１の発光デバイスに直列に接続され、前記第１の電荷蓄積部に直列に接続されており、前記第２電流に応じた光を供給する、第２の発光デバイスを、さらに備える、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記第１の電流制御部へ並列に接続され、前記第１の電流制御部の両端に設定される電圧を制限するように構成される、電圧クランプ部を、さらに備える、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記電圧クランプ部は、ＬＥＤ又はツェナーダイオードを含む、
請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記第１の電荷蓄積部と直列に接続されており、前記整流されたＡＣ電圧が、前記第１の電荷蓄積部の両端に設定される前記第１電圧と、第２の電荷蓄積部の両端に設定される第２電圧との和よりも小さいとき、前記第１電流を供給するように構成されることで、前記第１の発光デバイスがＯＮの状態を維持する、第２の電荷蓄積部と、
一端が、直列に接続された前記第１の電荷蓄積部と前記第２の電荷蓄積部との間に接続され、前記第２の電荷蓄積部を流れる第３電流を調整する、前記第１の電荷蓄積部と並列に接続される第３の電流制御部と、
前記第３の電流制御部を介して前記第１の電荷蓄積部が放電されることを防止するように構成される経路制御部と、をさらに備えており、
前記第２の電荷蓄積部は、前記第３の電流制御部へ直列に接続され、前記第１の電荷蓄積部へ直列に接続されており、
前記第１の電荷蓄積部と前記第２の電荷蓄積部とは、前記第１の発光デバイスと前記第１の電流制御部と並列に接続されている、
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記第３の電流制御部に接続される第１の端部と、前記第２の電荷蓄積部に接続される第２の端部とを有する、検出抵抗を、さらに備える、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧と前記第２電圧との和よりも大きくなったとき、前記第１の電荷蓄積部と前記第２の電荷蓄積部とは、前記第１電流の供給を停止し、前記整流されたＡＣ電圧により充電され始める、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧と前記第２電圧との和よりも大きいとき、前記第３の電流制御部はＯＦＦされるように構成され、
前記整流されたＡＣ電圧が前記第１電圧と前記第２電圧との和よりも大きくないとき、前記第３の電流制御部がＯＮになるように構成されることで、前記第２の電荷蓄積部を充電する第３電流が、第３の電流設定値を超えないように、前記第３の電流制御部が、前記第２の電荷蓄積部を流れる前記第３電流を調整する、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記第２の電流設定値は、前記第１の電流設定値よりも大きく、
前記第３の電流設定値は、前記第２の電流設定値と前記第１の電流設定値との差を超えない、
請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
前記第１の電荷蓄積部に直列に接続され、前記第１の発光デバイスに直列に接続されており、前記第２電流に応じて光を供給する、第２の発光デバイスを、さらに備える、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
前記第１の電流制御部へ並列に接続され、前記第１の電流制御部の両端に設定される電圧を制限するように構成される、電圧クランプ部を、さらに備える、
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。