特許 6010436 点灯制御装置、照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010436

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】点灯制御装置、照明装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 J

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-255536(P2012-255536)

(22)【出願日】2012年11月21日

(65)【公開番号】特開2014-103039(P2014-103039A)

(43)【公開日】2014年6月5日

【審査請求日】2015年10月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001184

【氏名又は名称】特許業務法人むつきパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】石川 清光

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 洋一

【審査官】 田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２６１６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１９５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２７０９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々が発光素子とスイッチを有し、互いに並列接続された複数の光源の点灯を制御する点灯制御装置であって、
動作の有効／無効を選択するための制御端を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、
一端が前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端と接続され、他端が前記複数の光源と接続された第１の抵抗素子と、
一端が電源と接続され、他端が前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端及び前記第１の抵抗素子の一端と接続された第２の抵抗素子と、
非反転入力端が前記第１の抵抗素子の一端と接続され、反転入力端が前記第１の抵抗素子の他端と接続され、出力端が前記ＤＣ−ＤＣコンバータの制御端と接続された比較器、
を含む、点灯制御装置。

【請求項2】

前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端と前記第１の抵抗素子の一端との間に介在するダイオードを更に備える、
請求項１に記載の点灯制御装置。

【請求項3】

前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端と前記第１の抵抗素子の一端との間に電流路を接続され、前記比較器の出力端と制御端を接続されたスイッチング素子を更に備える、
請求項１に記載の点灯制御装置。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯制御装置と、
この点灯制御装置によって点灯制御される複数の光源と、
を備える、照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子を用いた照明技術に関し、特に、例えば車両の室内における複数の箇所で照明を行う際に適した照明技術に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、車両の室内を照明する場合には、例えば図４に示すように運転席側、後部座席側、トランクスペース側など複数の箇所にそれぞれ光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを配置し、それらを独立に点灯／消灯したいという要望がある。そして、各光源として近年では、省電力化の観点から従来の電球をＬＥＤによる光源に置き換える動きも進んでいる。これに関する先行例は、例えば特開２００７−２７６６７１号公報（特許文献１）や特開２０１０−５５８４１号公報（特許文献２）に開示されている。しかし、これらの先行例に開示された車載用ＬＥＤ照明システムおよび車室用照明装置はいずれも比較的に複雑な回路構成を有している。このため、よりシンプルな回路構成による照明技術が望まれている。

【0003】

図５は、ＬＥＤを用いた照明装置の参考例を示す回路図である。図示の照明装置は、各光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅが並列に接続されており、それらの一端側が共通にＤＣ−ＤＣコンバータ２と接続され、他端側が接地端子（基準電位端子）に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２にはバッテリー（電源）６から電圧が供給される。各光源１ａ等は、それぞれ、抵抗素子とＬＥＤとスイッチを直列に接続されており、抵抗素子側がＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続され、スイッチ側が接地端子に接続されている。このような構成によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２および抵抗素子を用いることで各ＬＥＤに流れる電流の定電流化が実現される。

【0004】

ところで、図５に示した参考例の照明装置では、例えば全ての光源がオフ状態となっている場合であっても、その”オフ状態”であることを何らかの手段により検出しなければＤＣ−ＤＣコンバータ２は動作し続けることになるので、低消費電力化の観点で改良の余地がある。これに対しては、例えば各光源１ａ等に含まれる各スイッチの開閉状態をＤＣ−ＤＣコンバータ２へ伝達する配線を追加することも考えられる。しかし、その場合には配線数が増加するため、特に車室内で用いられる照明装置を考えた場合には望ましくない。他方で、各光源１ａ等のそれぞれに対して一対一にＤＣ−ＤＣコンバータを設けることも考えられるが、この場合はＤＣ−ＤＣコンバータの数が増加するためコストの面で望ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２７６６７１号公報

【特許文献2】特開２０１０−５５８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明に係る具体的態様は、比較的に簡素な構成により、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置における低消費電力化を達成することが可能な照明技術を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る一態様の点灯制御装置は、各々が発光素子とスイッチを有し、互いに並列接続された複数の光源の点灯を制御する点灯制御装置であって、（ａ）動作の有効／無効を選択するための制御端を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、（ｂ）一端がＤＣ−ＤＣコンバータの出力端と接続され、他端が複数の光源と接続された第１の抵抗素子と、（ｃ）一端が電源と接続され、他端がＤＣ−ＤＣコンバータの出力端及び第１の抵抗素子の一端と接続された第２の抵抗素子と、（ｄ）非反転入力端が第１の抵抗素子の一端と接続され、反転入力端が第１の抵抗素子の他端と接続され、出力端がＤＣ−ＤＣコンバータの制御端と接続された比較器を含む、点灯制御装置である。なお、本明細書における「接続」の意味には、本発明の目的を達成するために必要な動作を阻害しない形で回路素子等の回路要素間に他の回路要素が介在している場合も含むものとする。

【0008】

上記構成によれば、１つのＤＣ−ＤＣコンバータを用いて複数の光源を点灯制御することが可能であり、光源からＤＣ−ＤＣコンバータへ延びる配線が少なく済むため、回路構成を簡素化することができる。また、すべての光源が消灯状態であるときには自律的にＤＣ−ＤＣコンバータも動作を停止させられるので低消費電力化を達成することができる。

【0009】

上記の点灯制御装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端と第１の抵抗素子の一端との間に介在するダイオードを更に備えることも好ましい。

【0010】

これにより、第２の抵抗素子を介してＤＣ−ＤＣコンバータの出力端への電流の流入を防ぐことができるので、点灯制御装置の動作をより安定化させることができる。

【0011】

上記の点灯制御装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端と第１の抵抗素子の一端との間に電流路を接続され、比較器の出力端と制御端を接続されたスイッチング素子を更に備えることも好ましい。

【0012】

これによれば、第２の抵抗素子を介してＤＣ−ＤＣコンバータの出力端への電流の流入をさらに確実に防ぐことができるので、点灯制御装置の動作をより安定化させることができる。

【0013】

本発明に係る一態様の照明装置は、上記した何れかの点灯制御装置とこの点灯制御装置によって点灯制御される複数の光源を備える、照明装置である。

【0014】

上記構成によれば、比較的に簡素な構成により、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置における低消費電力化を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、一実施形態の照明装置の構成を示す回路図である。

【図2】図２は、照明装置の他の構成例を示す回路図である。

【図3】図３は、照明装置の他の構成例を示す回路図である。

【図4】図４は、車室内における光源の設置例を模式的に示す図である。

【図5】図５は、ＬＥＤを用いた照明装置の参考例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0017】

図１は、一実施形態の照明装置の構成を示す回路図である。図１に示す照明装置１００は、相互に並列接続された複数の光源１ａ、１ｂ、１ｃと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２と、抵抗素子３、４と、比較器（コンパレータ）５を含んで構成されている。なお、照明装置１００から各光源１ａ、１ｂ、１ｃを除いた部分であるＤＣ−ＤＣコンバータ２、抵抗素子３、４および比較器５が「点灯制御装置」に対応する。また、ここでは３つの光源を並列に接続した例を示しているが、光源の数はこれに限定されず、さらに多くてもよいし、２つでもよい。

【0018】

各光源１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ抵抗素子１１、ＬＥＤ１２およびスイッチ１３を直列に接続して構成されている。そして、各光源１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ、抵抗素子１１側を共通にして抵抗素子４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２と接続され、スイッチ１３側が接地端子（基準電位端子）に接続されている。各抵抗素子１１は、各ＬＥＤ１２に流れる電流を制限するためのものである。また、各スイッチ１３は、各光源１ａ等を相互に独立に点灯させ、または消灯させるためにユーザによって操作されるものである。

【0019】

ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、バッテリー（電源）６から供給される直流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換して出力する。このＤＣ−ＤＣコンバータ２には、電圧変換動作の実行（イネーブル）と停止（ディセーブル）を切り替えるためのイネーブル・ディセーブル端（制御端）が備わっている。このイネーブル・ディセーブル端に対して比較器５から与えられる電圧の大きさに応じてＤＣ−ＤＣコンバータ２に電圧供給動作を実行させたりこれを停止させたりすることができる。

【0020】

抵抗素子（第２の抵抗素子）３は、その一端がＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力端と接続されており、他端がバッテリー６と接続されている。

【0021】

抵抗素子（第１の抵抗素子）４は、その一端がＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力端と接続されており、他端が各光源１ａ等の各抵抗素子１１と接続されている。この抵抗素子４は、各光源１ａ等に流れる電流を電圧に変換するためのものである。なお、抵抗素子４の抵抗値は、各光源１ａ等に含まれる各抵抗素子１１の抵抗値に比べて十分に小さいものとする。

【0022】

比較器５は、非反転入力端（＋）が抵抗素子４のＤＣ−ＤＣコンバータ２側の一端と接続されており、反転入力端（−）が抵抗素子４の各光源１ａ等側の一端と接続されている。また、比較器５の出力端はＤＣ−ＤＣコンバータ２のイネーブル・ディセーブル端子と接続されている。

【0023】

本実施形態の照明装置１００はこのような構成を備えており、次にその動作について説明する。ここで、上記の照明装置１００において、比較器５は、非反転入力端の電圧Ｖ２と反転入力端の電圧Ｖ３を比較し、Ｖ２＞Ｖ３において出力端の電圧Ｖ４が相対的に大きい状態（ハイ）となり、Ｖ２≦Ｖ３で出力端の電圧Ｖ４が相対的に小さい状態（ロー）となるものとする。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、イネーブル・ディセーブル端子へ与えられる電圧Ｖ４がハイである場合に動作し（イネーブル）、電圧Ｖ４がローである場合に停止する（ディセーブル）ものとする。

【0024】

各光源１ａ、１ｂ、１ｃがすべてスイッチ１３を開状態とされた場合には、抵抗素子４に流れる電流も実質的に０となるので、比較器５の出力端の電圧Ｖ４はローとなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は動作を停止する（ディセーブル）。この場合、電力を消費するのは比較器５のみである。一般に、本実施形態のように特に高速性を要求されない用途の比較器の場合、その消費電流は数μＡ程度である。このため、各光源１ａ、１ｂ、１ｃがすべて消灯である場合には、照明装置１００における消費電力を極めて低くすることができる。一方で、光源１ａ、１ｂ、１ｃのうちいずれか１つ以上がスイッチ１３を閉状態とされた場合には、プルアップ抵抗素子である抵抗素子３を介してバッテリー６から抵抗素子４の一端側へ電圧が印加され、抵抗素子４の両端電圧がＶ２＞Ｖ３となるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は動作を開始し（イネーブル）、スイッチ１３を閉状態された光源のＬＥＤ１２は発光する。

【0025】

ところで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の内部構成によっては、ＤＣ−ＤＣコンバータ２がディセーブルである場合にプルアップ用の抵抗素子３からの電流がＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力端に流れ込み、電圧Ｖ２を低下させることも考えられる。この電圧Ｖ２が低下すると抵抗素子４の両端に生じる電位差も低下するため、抵抗素子４に流れる電流の有無を検出するために十分な電位差が得られない場合がある。

【0026】

この不都合については、図２に回路図を示す別の構成例の照明装置１００ａのように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力端と抵抗素子４の一端との間にダイオード７を介在させることにより解消することができる。なお、図２の照明装置１００ａの構成はダイオード７を除いては図１に示した照明装置１００と同じであるため、詳細な説明は省略する。

【0027】

さらに、図２に示した照明装置１００ａにおいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２のイネーブル時におけるダイオード７の順方向電圧による損失を回避するためには、図３に示す別の構成例も考えられる。

【0028】

図３に示す構成例の照明装置１００ｂは、基本的に図１に示した照明装置１００と同じ構成を備えており、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力端と抵抗素子４の一端との間にｐＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）８を介在させた点が異なっている。ｐＭＯＳＦＥＴ８は、電流路がＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力端と抵抗素子４の一端の間に接続されており、制御端（ゲート）がインバータ９を介して比較器５の出力端と接続されている。なお、ここでいうｐＭＯＳＦＥＴ８の「電流路」とは、ドレイン端とソース端の間に設けられ、制御端への電圧に応じて電流を制御可能な部分をいう。

【0029】

この図３に示した構成例の照明装置１００ｂにおいては、抵抗素子４に電流が流れていない場合には非導通状態（電流路に電流が流れない状態）となるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ２への電流の流入を防止することができる。一方で、光源１ａ等のいずれか１つ以上が点灯した場合には、ｐＭＯＳＦＥＴ８が導通状態（電流路に電流が流れる状態）となるので、電力損失はｐＭＯＳＦＥＴ８のオン抵抗によるものだけに抑えることができる。

【0030】

以上のような実施形態によれば、１つのＤＣ−ＤＣコンバータを用いて複数の光源を点灯制御することが可能であり、光源からＤＣ−ＤＣコンバータへ延びる配線が少なく済むため、回路構成を簡素化することができる。また、すべての光源が消灯状態であるときには自律的にＤＣ−ＤＣコンバータも動作を停止させられるので低消費電力化を達成することができる。

【0031】

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した図３に示した実施形態ではスイッチング素子の一例としてｐＭＯＳＦＥＴを説明していたが、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子を用いてもよい。また、各光源に含まれるＬＥＤは１つだけであったがこれは例示であり、各光源にそれぞれ複数のＬＥＤが含まれていてもよい。

【符号の説明】

【0032】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ：光源
２：ＤＣ−ＤＣコンバータ
３、４：抵抗素子
５：比較器
６：バッテリー
７：ダイオード
８：ｐＭＯＳＦＥＴ
９：インバータ
１１：抵抗素子
１２：ＬＥＤ
１３：スイッチ
１００、１００ａ、１００ｂ：照明装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】