JP2005235826A - 点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で点灯状態の設定が容易な照明装置を提供する。
【解決手段】 電源電圧の上昇による発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の順方向電流の増加分をＰＮＰトランジスタＱ１で分流し、順方向電流値が定格電圧に対応する所定の電流値となり、定電流回路が不要で、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２が損傷せずに所望の輝度で発光する。発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきにて順方向電流値が変動する状態では、第１の抵抗Ｒ１の電圧降下の大小に伴ってＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値が変動し、第３の抵抗Ｒ３の電圧降下が変動する。電圧降下の変動に伴い、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタ−ＰＮＰトランジスタＱ１のベース間の電圧差が変動し、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間の電位差が変動し、順方向電流値の変動を抑制する。製品間の輝度差を抑制できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光源を点灯させる点灯装置および照明装置に関する。

従来、例えば車載用の音響装置や空調装置など電気機器において、動作の設定をするための複数のボタンスイッチが設けられている。そして、これらボタンスイッチが暗闇でも認識できるように、点灯装置にて点灯される光源である発光ダイオードを用いた照明装置が広く利用されている。また、特に携帯電話などに利用される小型の液晶表示装置にも、複数の発光ダイオードをバックライトの光源とした照明装置が広く利用される。

ところで、例えば車両の内装において、快適に搭乗できるように曲面が多く利用されている。これに伴って、車載用の電気機器におけるボタンスイッチも曲面に沿って配設される場合がある。一方、点灯装置は、基板上に電気部品が搭載されて構成されている。このことから、点灯装置をボタンスイッチの光源として利用すると、光源から各ボタンスイッチの位置まで距離がそれぞれ異なり、各ボタンスイッチの照度が異なってしまう。このため、複数の光源の輝度をそれぞれ異なる状態に設定し、各ボタンスイッチの照度が同等となる状態にする必要がある。

そこで、発光ダイオードを異なる輝度に設定するために、例えば図１に示すような回路構成の照明装置が利用されている。具体的には、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２（ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６）とこれらの輝度を設定するための抵抗Ｒ１１（Ｒ１２，Ｒ１３）とを直列に接続した直列回路を、電力が供給される入力端子１０に並列に接続した回路構成が採られている。

なお、例えば車両に搭載されたバッテリから車載用の電気機器に供給される供給電力は、バッテリから複数の電気機器に供給される状況により、定格電圧値と最大電圧値との差が大きく変動しやすい。このため、電気機器では、各回路素子の保護のために最大電圧が供給されても回路素子が損傷しないように設定する必要がある。このように、例えば図１に示すような回路構成の照明装置においても、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６が損傷しないように、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ６に流れる順方向電流の電流値を供給電力の最大電圧に対応して設定する必要がある。

しかしながら、例えば図１に示す回路構成のような従来の照明装置では、通常時の定格電圧で電力が供給される場合、順方向電流の電流値が不十分で、十分な輝度が得られなくなるおそれがある。そこで、例えば図２および図３に示すように、供給される電力を定電圧化する定電圧回路を設けることが考えられる。

図２に示す回路構成は、直列の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２と輝度設定のための抵抗Ｒ１１とを直列に接続した直列回路に、入力端子１０に供給される電力を定電圧で供給する定電圧回路１１を接続したものである。具体的には、入力端子１０およびグランド間に、トランジスタＱ１１のコレクタ、エミッタおよび直列回路を直列に接続している。そして、トランジスタＱ１１のベースにグランド間でツェナーダイオードＺＤ１が接続されているとともに、トランジスタＱ１１のベースおよびエミッタ間に抵抗Ｒ１５が接続されている。そして、定格電圧より高い電圧の電力が供給された際には、抵抗Ｒ１５からツェナーダイオードＺＤ１を介してグランドに流れるため、トランジスタＱ１１のベース電圧は一定となり、過電圧時の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２における順方向電流値は略一定となる。このため、過電時でも、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２が損傷することなく良好に点灯する。

しかしながら、この図２に示すような回路構成では、供給される電力の電圧が定格電圧以上の電圧範囲では良好な点灯が得られるが、電圧が下がると、比較的に早いタイミングで徐々に輝度が低下してしまう。例えば定格電圧を１０Ｖに設定した場合、トランジスタＱ１１の静特性により、供給電力の電圧値が１２Ｖ程度から下がるとともに輝度の低下が生じてしまう。そこで、減電時における輝度の早いタイミングでの輝度低下を防止するため、減電特性が良好な図３に示す回路構成とすることが考えられる。

この図３に示す回路構成は、直列の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２と輝度設定用の抵抗Ｒ１１との直列回路に、入力端子１０に供給される電力を定電圧で供給する差動型の定電圧回路１２を接続している。具体的には、入力端子１０およびグランド間に、トランジスタＱ１５のエミッタ、コレクタおよび直列回路が直列に接続されている。さらに、入力端子１０およびグランド間に、抵抗Ｒ５１およびツェナーダイオードＺＤ２が直列に接続されている。また、トランジスタＱ１５のベースには、グランド間でトランジスタＱ１６のコレクタ、エミッタおよび抵抗Ｒ５２が直列に接続されている。さらに、トランジスタＱ１５のベースおよびエミッタ間に抵抗Ｒ５３が接続されている。そして、トランジスタＱ１６のベースは、抵抗Ｒ５１およびツェナーダイオードＺＤ２の接続点に接続されている。また、トランジスタＱ１５のコレクタには、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２および抵抗Ｒ１１の直列回路と、直列の抵抗Ｒ５４，Ｒ５５とが並列に接続されている。そして、トランジスタＱ１５のコレクタおよび抵抗Ｒ５４の接続点と、トランジスタＱ１６のエミッタおよび抵抗Ｒ５２の接続点との間には、トランジスタＱ１７のコレクタおよびエミッタが直列に接続されている。このトランジスタＱ１７のベースは、直列の抵抗Ｒ５４，Ｒ５５間の接続点に接続されている。そして、入力端子１０に供給される電力の電圧が変動しても、トランジスタＱ１６，Ｑ１７により、トランジスタＱ１５における入出力電圧値の差が小さくなり、減電特性も良好となる。すなわち、トランジスタＱ１５のコレクタ側の電圧値を例えば１０Ｖとなるように設定した際、エミッタ側の電圧値が１０Ｖ程度まで低下してもコレクタ側の電圧値は１０Ｖが得られ、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の輝度が安定する。

しかしながら、この図３に示すような回路構成では、定電圧制御するための回路構成が複雑となり、小型化や製造性の向上、さらにはコストの低減が図り難い。また、発光ダイオードの定格電圧の公差により、製品間に存在する定格電圧の差により、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に直列に接続される輝度設定用の抵抗Ｒ１１の両端間での電圧が変動し、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる電流値が変動する。このことにより、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきにより、照明装置の製品間での輝度が異なってしまうおそれがある。

上述したように、例えば図１に示す回路構成のような従来の照明装置では、定格電圧での十分な輝度が得られないおそれがある。また、供給される電力の電圧変動に対応するために、例えば図２に示す回路構成のような定電圧回路１１を設ける構成では、供給電力の減電時における定電圧回路１１から出力される電圧の減電特性が、供給電力の電圧値の低下に対応して比較的に早いタイミングで低下するので、輝度低下が早い時期に生じ、安定した輝度が得られにくい。さらに、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきにより順方向電流値が対応して異なり、使用名装置の製品間で輝度差が生じてしまうおそれがある。また、減電特定が良好な例えば図３に示す回路構成のような定電圧回路１２を設ける構成では、回路構成が複雑となるとともに、上述したように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきにより順方向電流値が対応して異なり、照明装置の製品間で輝度差が生じてしまうおそれがある。さらには、図２および図３に示す回路構成では、トランジスタＱ１１，Ｑ１５で供給電力の電圧を定電圧化する制御をするため、制御用のトランジスタＱ１１，Ｑ１５の負荷が大きく大型のものが必要となり、コストの低減が図れないおそれがある。さらには、大型のトランジスタＱ１１，Ｑ１５を用いることにより、コレクタ損失が大きくなるおそれがある。

本発明の目的は、このような点に鑑みて、簡単な構成で良好な点灯が得られる点灯装置および照明装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、光源に流れる順方向電流値を設定する電流値設定手段と、前記電流値設定手段での電圧降下により前記順方向電流値を検出し、この順方向電流値の大きさに対応して供給される電力の一部を前記光源に対して分流させる分流手段と、この分流手段で分流する電流値の大きさに対応して前記光源に電流が流れる状態を制御する電流制限手段と、を具備したことを特徴とする点灯装置である。

請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の点灯装置と、この点灯装置により電力が供給されて点灯する光源と、を具備したことを特徴とする照明装置である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、本発明における光源として、発光ダイオードを用いたものである。なお、光源としては、発光ダイオードに限らず、電球などのランプなど、いずれのものが適用できる。図４は、本発明に係る照明装置の概略構成を示す回路図である。

（照明装置の構成）
図４において、１００は照明装置で、この照明装置１００は、例えば車両に搭載される音響装置や空調装置における動作を設定するボタンスイッチやつまみ用の照明あるいは動作内容や設定内容などを表示する液晶パネルなどの表示装置のバックライトなどとして利用される。この照明装置１００は、光源としての複数、例えば２つの発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２と、これら発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を点灯させる点灯装置１１０と、を備えている。なお、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２は、２つに限られず、１つあるいは複数直列に設けてもよい。点灯装置１１０は、例えば車両のヘッドライトを点灯するスイッチの操作に対応し、ヘッドライトを点灯する操作に基づいて車載のバッテリから電力が供給される一対の入力端子１１１Ａ，１１１Ｂを有している。

そして、一対の入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間には、電流値設定手段としての第１の抵抗Ｒ１と、光源である発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２と、第２の抵抗Ｒ２との直列回路が直列に接続されている。さらに、一対の入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間には、第１の抵抗Ｒ１、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２および第２の抵抗Ｒ２の直列回路に対して並列に、ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタ、コレクタ、および第３の抵抗Ｒ３の直列回路が接続されている。そして、ＰＮＰトランジスタＱ１のベースは、第１の抵抗Ｒ１および発光ダイオードＬＥＤ１の接続点に接続されている。

なお、ＰＮＰトランジスタＱ１は、供給される電力の入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に印加される電圧上昇時の第１の抵抗Ｒ１に流れる順方向電流の増加分を検出し、この増加する電流分を分流させる。すなわち、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に所定の定格電圧より高い電圧が印加されて所定の電流値より高い電流が流れる場合に、所定の電流値より増加する電流分を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に対して分流させる状態に設定されている。具体的には、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に印加される電圧の上昇に伴う電流の増加分に対応して、第１の抵抗Ｒ１の両端間での電圧降下が大きくなる。この電圧降下の増大により、ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタおよびベース間の電位差が大きくなり、所定の電流値より増加する電流分をエミッタおよびコレクタ間に流して分流させる。このことにより、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に所定の輝度で発光する順方向電流が流れることとなる。

また、点灯装置１１０は、第２の抵抗に対して、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタおよびコレクタの直列回路が並列に接続されている。このＰＮＰトランジスタＱ２のベースは、ＰＮＰトランジスタＱ１のコレクタおよび第３の抵抗Ｒ３の接続点に接続されている。

このＰＮＰトランジスタＱ２は、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値の大きさに対応して、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に順方向電流が流れる状態を制御する。すなわち、ＰＮＰトランジスタＱ２は、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値が大きくなるに従って、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に電流が流れ難くなる状態に制御する構成に設定されている。この制御として、ＰＮＰトランジスタＱ２は、エミッタおよびＰＮＰトランジスタＱ１のベース間の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間での電位差が小さくなる状態に制御する。具体的には、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値の大きさに対応して、第３の抵抗Ｒ３の両端間での電圧降下が大きくなる。この第３の抵抗Ｒ３での電圧降下が大きくなることにより、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタおよびＰＮＰトランジスタＱ１のベース間の電位差が小さくなり、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタおよびコレクタ間に電流が流れ難くなるとともに、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間での電位差が小さくなる状態となり、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に電流が流れ難くなる状態となる。

（照明装置の動作）
次に、上記照明装置１００の動作を説明する。

入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間にバッテリから供給される電力の電圧が印加されると、第１の抵抗Ｒ１およびＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタにそれぞれ所定の電圧が印加される。そして、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間にバッテリから定格電圧が印加されて所定の電流値が流れる場合には、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に所定の順方向電流が流れる状態にＰＮＰトランジスタＱ１はエミッタおよびコレクタ間に適宜分流させる。さらに、ＰＮＰトランジスタＱ２もベース電流が適宜流れ、エミッタおよびコレクタ間に適宜電流が流れる。このように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に所定の順方向電流が流れ、所定の輝度で点灯すなわち発光する。

一方、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に定格電圧より高い電圧が印加され所定の電流値より高い順方向電流が第１の抵抗Ｒ１、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる状態となる。この電流増加分に対応して第１の抵抗Ｒ１における電圧降下が大きくなる。この電圧降下が大きくなることにより、ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタおよびベース間の電位差が対応して大きくなり、電流増加分がＰＮＰトランジスタＱ１を介して分流する。このため、第１の抵抗Ｒ１および発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる電流値は、定格電圧に対応する順方向電流値が流れることとなり、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２は過電圧により損傷することなく、定格電圧に対応した輝度で発光する。なお、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に印加される電圧が小さくなり定格電圧における電流値より小さい電流が流れる状態では、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる順方向電流の電流値も小さくなり、輝度が低下する。

ところで、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の部品公差により定格電圧にばらつきが生じている場合、例えば定格電圧より若干高い電圧値となった場合、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間の電圧降下が大きくなり、順方向電流が流れにくくなる状態となる。この順方向電流が流れ難くなることにより、第１の抵抗Ｒ１における電圧降下が小さくなり、ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタおよびベース間の電位差が対応して小さくなる。このため、ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタおよびコレクタ間に流れる電流値が小さくなる状態となる。このことにより、第３の抵抗Ｒ３に流れる電流値が小さくなるので、第３の抵抗Ｒ３における電圧降下が小さくなる。このため、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間での電位差が大きくなり、電流が流れ易くなる状態に作用する。一方、定格電圧より若干低い電圧値の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２が搭載されると、上述とは逆に作用し、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間での電位差が小さくなって、電流が流れにくくなる状態となる。

このように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきに対応して流れる順方向電流の流れ易さが変動し、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる順方向電流の電流値が変動することを抑制できる。このため、定格電圧のばらつきによる輝度差を抑制できる。

ここで、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２における順方向電流値について、比較例と対比して説明する。図５および図６は、各回路構成における発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に印加される電圧値と流れる順方向電流の電流値との関係を示すグラフである。なお、比較例として、図１に示す回路構成の従来の照明装置と、図２に示す回路構成の本発明の前提となる照明装置と、図３に示す回路構成の本発明の前提となる照明装置とを用いた。

図１に示す比較例の回路構成では、バッテリからの電源電圧が最大電圧に対応した定格電圧の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２が用いられる。このため、図５の細線Ａで示すように、バッテリからの電源電圧が定格電圧の場合、十分な順方向電流が流れず、十分な輝度が得られない。

また、図２に示す比較例の回路構成では、定格電圧より高い電源電圧が印加された場合、ツェナーダイオードＺＤ１によりトランジスタＱ１１にベース電圧は一定となる。このため、図５の一点鎖線Ｂで示すように、過電圧では定格電圧に対応した順方向電流が抵抗Ｒ１１および発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の直列回路に流れ、所定の輝度が得られる。しかしながら、電源電圧が下がると、定格電圧より若干高い電圧から順方向電流値が低下し始め、定格電圧では若干低い順方向電流値となってしまう。すなわち、減電時に輝度の低下が早いタイミングで生じてしまう。

さらに、図３に示す比較例の回路構成では、差動型の定電圧回路１２により良好な減電特性が得られ、図５の点線Ｃで示すように、定格電圧近傍でも所定の順方向電流値が得られ、所定の輝度が得られる。一方、図４に示す本実施形態の回路構成は、電源電圧の大きさに対応してＰＮＰトランジスタＱ１で順方向電流値を認識して定格電圧時の所定の順方向電流値が得られるように適宜分流させているので、図３に示す比較例の回路構成と同様に、図５の点線Ｃで示すような安定した順方向電流値が得られ、所定の輝度が得られる。

ここで、図３に示す比較例の回路構成および図４に示す本実施形態の回路構成において、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧を変更した場合について検討する。そして、図３に示す比較例の回路構成において、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧が高くなる状態に変更した場合、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端電圧が変わる、すなわち大きくなる。このため、図６の細線Ｄに示すように、順方向電流の電流値が低くなる。また、図３に示す比較例の回路構成において、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧が低くなる状態に変更した場合、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端電圧が小さくなる。このため、図６の点線Ｅで示すように、順方向電流の電流値が高くなる。

一方、図４に示す本実施形態の回路構成では、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧が変動した場合、上述したように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧の変動に対応して順方向電流の電流値が変動する状態となっても、第１の抵抗Ｒ１の電圧降下が対応して変動し、ＰＮＰトランジスタＱ１での分流状態も対応して変動する。このため、第３の抵抗Ｒ３の電圧降下も対応して変動し、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端における電位差が対応して大小し、電流の流れ易さが対応して変動する。したがって、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧が変動しても、対応して電流の流れ易さが変動するので、図６の太線Ｆに示すように、順方向電流値の変動が抑制され、安定した順方向電流値が得られる。よって、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧が変動しても製品間での輝度差は生じず、良好な照明装置を提供できる。

上述したように、上記実施の形態では、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる順方向電流値を設定する第１の抵抗Ｒ１での電圧降下による順方向電流値をＰＮＰトランジスタＱ１で検出し、この順方向電流値の大きさに対応して供給される電力の一部を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に対して分流させる。このことにより、例えば入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に印加される電源電圧に定電流回路を設けることなく、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の順方向電流値が一定となり、所定の輝度が得られ、例えば定電流回路を構成するスイッチング素子である電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field-Effect Transistor）などのばらつきを調整するために比較的に大きな回路規模となってしまう定電流回路が不要であることから、回路構成の簡略化が容易に得られる。また、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値の大きさに対応して発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２における順方向電流の流れ易さをＰＮＰトランジスタＱ２で制御する。このため、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧がばらついて順方向電流の電流値が変動してしまう状態でも、ＰＮＰトランジスタＱ１で検出する順方向電流値に対応して順方向電流の流れ易さも変動し、順方向電流値の変動を抑制でき、安定した順方向電流値が得られる。したがって、定格電圧の変動による製品間での輝度差の発生を防止でき、輝度が安定した良好な照明装置１００を提供できる。

そして、照明装置１００として、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を点灯させる構成としている。このため、点灯装置１１０と同一基板上に搭載された小型の照明装置１００として容易に構成でき、例えばボタンスイッチの照明や液晶パネルのバックライトなど、比較的に小型の電気機器に好適である。さらに、小型の電気機器の電源に定電流回路を設けることなく、安定した順方向電流値が得られて安定した輝度が得られる照明装置１００を提供できるので、より電気機器の小型軽量化を図ることが容易にできる。

また、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の順方向電流値を設定する構成として、第１の抵抗Ｒ１を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に直列に接続している。このため、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の輝度を設定するための順方向電流値の設定が簡単な構造で得られる。さらに、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる順方向電流の電流値を検出する構成が容易に得られる。すなわち、順方向電流値の変動を電圧降下に基づいて検出させることが容易にでき、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２における安定した順方向電流値を得るための回路構成を容易に簡略化でき、製造性の向上や照明装置１００の小型軽量化、コストの低減などを容易に図れることができる。

さらに、順方向電流値を検出して適宜分流させる構成として、ベースが第１の抵抗Ｒ１および発光ダイオードＬＥＤ１の接続点に接続され、第１の抵抗Ｒ１および発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の直列回路に対してエミッタおよびコレクタの直列回路が並列接続されるＰＮＰトランジスタＱ１としている。このため、スイッチング素子であるＰＮＰトランジスタを１つ設ける簡単な構成で、順方向電流値を検出して適宜分流させることが容易にでき、製造性の向上や装置の照明装置１００の小型軽量化、コストの低減などが容易に得られる。

そして、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値の大きさに対応して発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２における順方向電流の流れ易さを制御する構成として、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値が大きくなるに従って発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２で順方向電流が流れにくくなる状態に制御するＰＮＰトランジスタＱ２を設けている。この制御により、過電流分を分流させて所定の順方向電流値を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流する構成であるＰＮＰトランジスタＱ１の動作を利用して、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきに対応して順方向電流値が変動することを抑制する制御が容易にできる。すなわち、上述したように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきによる順方向電流値が大小する状態に対応して、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間の電位差を小大する制御をすればよく、順方向電流の流れ易さを変動させることが容易にできるとともに、スイッチング素子であるＰＮＰトランジスタＱ２を用いる簡単な構成で得られ、製造性の向上や小型軽量化、コストの低減などが容易に得られる。

また、このＰＮＰトランジスタＱ１の分流する電流値の大きさに対応して順方向電流の流れ易さを制御する構成として、分流する電流値が大きくなるに従って発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間における電位差を小さく制御している。このため、上述したように、スイッチング素子であるＰＮＰトランジスタＱ２を用いる簡単な構成で順方向電流の流れ易さを制御する構成が容易に得られ、製造性の向上や小型軽量化、コストの低減などが容易に図れる。

さらに、順方向電流を制御する構成として、エミッタおよびコレクタの直列回路が発光ダイオードＬＥＤ２に直列に接続され、ベースがＰＮＰトランジスタＱ１の分流する電流が出力される出力端となるコレクタに接続されるＰＮＰトランジスタＱ２を設けた構成としている。このため、スイッチング素子であるＰＮＰトランジスタＱ２を１つ設ける構成で安定した順方向電流を供給できる回路構成が容易に得られ、製造性の向上や小型軽量化、コストの低減などが容易に得られる。

そして、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきによる順方向電流値の変動を抑制する構成として、ＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタおよびベース間に第３の抵抗Ｒ３を接続している。すなわち、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流する電流値の大きさに対応して電圧降下が変動する構成としている。このため、定格電圧のばらつきにより順方向電流値が変動する状態に対応して、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間における電位差を変動させて、定格電圧のばらつきによる順方向電流値の変動を吸収する状態に電流の流れ易さを変動させる制御が簡単な構成で容易に得られる。したがって、製造性の向上や小型軽量化、コストの低減などが容易にできる。

また、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタおよびコレクタの直列回路に対して並列に第２の抵抗Ｒ２を接続している。このため、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきによる順方向電流の変動を防止するためのＰＮＰトランジスタＱ２に流す電流が第２の抵抗Ｒ２にバイパスされる状態となり、ＰＮＰトランジスタＱ２に流れる電流値を低減でき、ＰＮＰトランジスタＱ２でのコレクタ損失を低減で、供給される電力による効率的な照光が簡単な回路構成で容易に得られる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。

すなわち、上述したように、車両に搭載される音響装置や空調装置における動作を設定するボタンスイッチやつまみなどの照明、表示装置のバックライトなどに利用される他、車載用以外のいずれの照明にも利用できる。また、光源として、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２のほか、電球などのいずれのランプを対象とすることができる。このことにより、照光する条件に合わせて光源を選定すればよく、ボタンスイッチやつまみなどの照明やバックライトに限らず、いずれの照明装置１００として利用できる。また、光源を着脱可能として照明装置１００を構成することで、光源を交換して点灯装置１１０を流用できる。さらには、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２は１つのみでもよく、また複数設けたものでもよい。

そして、定電流回路を設けない電源に限らず、定電流回路を有する電源からの電力でも当然適用できる。

また、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる順方向電流値を設定する電流値設定手段として第１の抵抗Ｒ１を直列に接続して説明したが、光源に流れる電流値を適宜設定可能ないずれの構成でもできる。さらには、抵抗値が変更可能な可変抵抗などを利用してもよい。この可変抵抗を用いる構成では、例えば直列に接続される光源に対応して順方向電流値を設定する調整が容易となり、製造性の向上や汎用性の向上が容易に図れる。

そして、分流手段としてＰＮＰトランジスタＱ１を設けた構成で説明したが、スイッチング素子であるトランジスタに限らず、例えばサイリスタを用いるなど、順方向電流値に対応して適宜分流させるいずれの構成とすることができる。さらには、例えば図７に示すように、ＰＮＰトランジスタＱ１のベースと第１の抵抗Ｒ１および発光ダイオードＬＥＤ１の接続点との間に、抵抗Ｒ４を設けてもよい。この構成によれば、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に印加される電源電圧の変動に対応して適宜分流させる定電流特性を、抵抗Ｒ４の抵抗値を適宜設定することで変更できる。したがって、電源電圧の変動に対応した順方向電流値の変動に対応して分流させる電流値を変更できることから、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の輝度を適宜変更することができる。そして、この抵抗Ｒ４を可変抵抗とすることで、適宜抵抗値を変更することで容易に電源電圧の変動に対応した輝度変更を設定できる。

また、複数の発光ダイオードを用いる構成として、図４および図７に示すように単に直列に複数接続する構成に限らず、並列に接続させる構成としてもよい。具体的には、例えば入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に、図４や図７に示す照明装置１００の回路構成を複数並列に接続するなどしてもよい。このような図４や図７に示す照明装置１００を並列に複数接続する構成では、例えば発光ダイオードを異なる輝度に設定するなどが、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値を異なる値に設定するなど、容易に設定でき、部分的に照度が違う照明装置１００を容易に設計でき、汎用性を向上できる。

さらには、複数の発光ダイオードが並列状態とする回路構成として、例えば図８に示す回路構成とするなどしてもよい。すなわち、図８に示す照明装置２００は、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に、図４に示す照明装置１００における第１の抵抗Ｒ１、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタおよびコレクタの直列回路に対して、順方向電流値を設定する第１の抵抗Ｒ５（Ｒ６）、発光ダイオードＬＥＤ３，ＬＥＤ４（ＬＥＤ５，ＬＥＤ６）、ＰＮＰトランジスタＱ５（Ｑ６）のエミッタおよびコレクタの直列回路を複数、例えば２つの直列回路を並列に接続している。そして、ＰＮＰトランジスタＱ５，Ｑ６のベースは、ＰＮＰトランジスタＱ１のコレクタおよび第３の抵抗Ｒ３の接続点にそれぞれ接続されている。さらに、ＰＮＰトランジスタＱ５（Ｑ６）のエミッタおよびコレクタの直列回路に対して、バイパス用の第２の抵抗Ｒ７（Ｒ８）がそれぞれ並列に接続されている。

この図８に示す回路構成とすることで、各直列の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２、発光ダイオードＬＥＤ３，ＬＥＤ４および発光ダイオードＬＥＤ５，ＬＥＤ６の輝度が異なる状態に設定することが容易にできる。さらには、第１の抵抗Ｒ５（Ｒ６）、発光ダイオードＬＥＤ３，ＬＥＤ４（ＬＥＤ５，ＬＥＤ６）、ＰＮＰトランジスタＱ５（Ｑ６）のエミッタおよびコレクタの直列回路に対応して、順方向電流値を検出するＰＮＰトランジスタＱ１に対応するスイッチング素子をそれぞれ設けていないので、上述した図４や図７の回路を並列に設ける構成に比して、回路構成を簡略化できる。なお、この図８に示す回路構成では、ＰＮＰトランジスタＱ１に対応するスイッチング素子を設けていないので、発光ダイオードＬＥＤ３〜ＬＥＤ６の定格電圧がばらついた場合の順方向電流値の変動を抑制する制御は実施されず、発光ダイオードＬＥＤ３〜ＬＥＤ６の輝度ばらつきが生じるおそれがある。このため、輝度ばらつきを防止する場合には、上述した図４や図７の回路を並列に設ける構成とすることが好ましい。

さらに、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧のばらつきによる輝度のばらつきを防止する構成として、ＰＮＰトランジスタＱ２に限らず、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に対して分流させる分流値の大きさに対応して発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に順方向電流が流れる状態を制御するいずれの構成とすることができる。例えば、スイッチング素子としてＰＮＰトランジスタＱ２の他、サイリスタを用いたりしてもよい。さらには、例えば図９に示すように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間での電位差を変動させる構成として、電流値に対応して電圧降下が変動することで電位差を変動させる制御用抵抗Ｒ２１（Ｒ２２，Ｒ２３）を設けてもよい。

具体的には、図９に示すように、照明装置２００は、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に、第１の抵抗Ｒ１、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２および制御用抵抗Ｒ２１を直列に接続する。また、入力端子１１１Ａ，１１１Ｂ間に、この直列回路に対して、順方向電流値を設定する第１の抵抗Ｒ５（Ｒ６）、発光ダイオードＬＥＤ３，ＬＥＤ４（ＬＥＤ５，ＬＥＤ６）および制御用抵抗Ｒ２２（Ｒ２３）を複数、例えば２つの直列回路を並列に接続する。さらに、第１の抵抗Ｒ１および発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の直列回路に対してＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタ、コレクタ、逆阻止手段としてのダイオードＤ１のアノードおよびカソードの直列回路を並列に接続する。また、ＰＮＰトランジスタＱ１のコレクタおよびダイオードＤ１のアノードの接続点と、発光ダイオードＬＥＤ４および制御用抵抗Ｒ２２の接続点との間に、逆阻止手段としてのダイオードＤ２のアノードおよびカソードを接続する。さらに、ＰＮＰトランジスタＱ１のコレクタおよびダイオードＤ１のアノードの接続点と、発光ダイオードＬＥＤ６および制御用抵抗Ｒ２３の接続点との間に、逆阻止手段としてのダイオードＤ３のアノードおよびカソードを接続する。

この図９に示す回路構成では、電源電圧の上昇により順方向電流値が増大する状態となると、図４に示す実施の形態で説明したように、順方向電流値の増大分がＰＮＰトランジスタＱ１およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３を介して分流され、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２（ＬＥＤ３，ＬＥＤ４、ＬＥＤ５，ＬＥＤ６）の順方向電流値が、バッテリからの定格電圧に対応した順方向電流値となり、損傷することなく適切に発光する。また、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧がばらつくことにより順方向電流値が変動する状態となる場合、上述したように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間の電位差が変動して順方向電流の流れ易さが変動し、順方向電流値の変動が抑制される。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧が高くなる状態では順方向電流値が小さくなる状態となる。このため、第１の抵抗Ｒ１の電圧降下が小さくなり、ＰＮＰトランジスタＱ１で分流させる電流値も小さくなる状態となる。このため、順方向電流値と分流される電流値との和となる制御用抵抗Ｒ２１に流れる電流値が小さくなる状態となって、制御用抵抗Ｒ２１における電圧降下が小さくなる。このため、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間の電位差が大きくなり、電流が流れやすくなる。逆に定格電圧が低くなる状態では、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の両端間の電位差が小さくなり、電流が流れ難くなる。このため、定格電圧の大小にばらついて順方向電流値が小さくあるいは大きく変動する状態となっても順方向電流が流れ易くあるいは流れ難くなる状態となって、上述の各実施形態と同様に順方向電流の変動が抑制され、輝度のばらつきを防止できるという同様の作用効果が得られる。また、この図９に示す回路構成では、ダイオードＤ１および制御用抵抗Ｒ２２を設ける簡単な回路構成であることから、ＰＮＰトランジスタＱ２を用いる構成に比して安価に提供可能となる。

なお、図９に示す回路構成では、制御用抵抗Ｒ２１での消費電力がＰＮＰトランジスタＱ２を用いる構成に比して大きくなるので、効率的な照光が要求される場合には、ＰＮＰトランジスタＱ２を用いた回路構成とすることが好ましい。また、この図９に示す回路構成において、発光ダイオードＬＥＤ３，ＬＥＤ４（ＬＥＤ５，ＬＥＤ６）を並列に設ける構成としたが、これらの直列回路およびダイオードＤ２，Ｄ３を設けない構成としてもよい。さらに、逆阻止手段としては、単に順方向電流の逆流を阻止する構成であることから、ダイオードＤ１（Ｄ２，Ｄ３）に限らず、逆阻止のいずれの素子を利用できる。

また、コネクタ損失を防止するためにバイパスさせる第２の抵抗Ｒ２（Ｒ７，Ｒ８）を設けて説明したが、バイパスさせる構成としては抵抗に限らず、いずれの構成を利用することができる。さらには、設けなくてもできる。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。

〔実施の形態の効果〕
上述したように、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる順方向電流値を設定する第１の抵抗Ｒ１での電圧降下による順方向電流値をＰＮＰトランジスタＱ１で検出し、この順方向電流値の大きさに対応して供給される電力の一部を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に対して分流させ、この分流する電流値の大きさに対応して発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２における順方向電流の流れ易さをＰＮＰトランジスタＱ２で制御する。このため、順方向電流の増加分を分流させることで、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に所定の順方向電流を流すことができ、定電流回路を設けることなく、簡単な回路構成で発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を損傷することなく良好に点灯できるとともに、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の定格電圧がばらついて順方向電流値の電流値が変動する状態となっても、検出する順方向電流値に対応して順方向電流の流れ易さも変動し、順方向電流値の変動を抑制でき、安定した順方向電流値が得られ、輝度差を防止して良好な点灯が得られる。

従来技術の照明装置を示す回路図である。 本発明の前提となる照明装置を示す回路図である。 本発明の前提となる他の照明装置を示す回路図である。 本発明の照明装置の概略構成を示す回路図である。 前記実施形態における発光ダイオードの電圧値および電流値の関係を他の回路構成と対比して説明するグラフである。 前記実施形態における発光ダイオードの定格電圧が変動した場合の電圧値および電流値の関係を他の回路構成と対比して説明するグラフである。 本発明の他の実施の形態における照明装置を示す回路図である。 本発明のさらに他の実施の形態における照明装置を示す回路図である。 本発明のさらに他の実施の形態における照明装置を示す回路図である。

符号の説明

１００…照明装置
１１０…点灯装置
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…逆阻止手段としてのダイオード
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２…光源としての発光ダイオード
Ｑ１…分流手段としてのＰＮＰトランジスタ
Ｑ２…電流制限手段を構成するＰＮＰトランジスタ
Ｒ１，Ｒ５，Ｒ６…電流値設定手段としての第１の抵抗
Ｒ２，Ｒ７，Ｒ８…抵抗である第２の抵抗
Ｒ３…抵抗である第３の抵抗
Ｒ４…抵抗
Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３…抵抗である制御用抵抗

Claims (15)

1. 光源に流れる順方向電流値を設定する電流値設定手段と、
   前記電流値設定手段での電圧降下により前記順方向電流値を検出し、この順方向電流値の大きさに対応して供給される電力の一部を前記光源に対して分流させる分流手段と、
   この分流手段で分流する電流値の大きさに対応して前記光源に電流が流れる状態を制御する電流制限手段と、
   を具備したことを特徴とする点灯装置。
2. 請求項１に記載の点灯装置であって、
   前記光源は、発光ダイオードである
   ことを特徴とする点灯装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の点灯装置であって、
   前記電流値設定手段は、前記光源に対して直列に接続された抵抗である
   ことを特徴とする点灯装置。
4. 請求項３に記載の点灯装置であって、
   前記分流手段は、ベースが前記電流値設定手段および前記光源の接続点に接続され、前記電流値設定手段および前記光源の直列回路に対してエミッタおよびコレクタの直列回路が並列に接続されるＰＮＰトランジスタを備えた
   ことを特徴とする点灯装置。
5. 請求項４に記載の点灯装置であって、
   前記分流手段は、前記ＰＮＰトランジスタのベースと、前記電流値設定手段および前記光源の接続点との間に接続される抵抗を備えた
   ことを特徴とする点灯装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の点灯装置であって、
   前記電流制限手段は、前記分流手段に流れる電流値が大きくなるに従って前記光源に電流が流れ難くなる状態に制御する
   ことを特徴とする点灯装置。
7. 請求項６に記載の点灯装置であって、
   前記電流制限手段は、前記分流手段で分流する電流値の大きさに対応して前記光源の両端間の電位差を小さく制御する
   ことを特徴とする点灯装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の点灯装置であって、
   前記電流制限手段は、エミッタおよびコレクタの直列回路が前記光源に直列に接続され、ベースが前記分流手段の分流する電流が出力される出力端に接続されたＰＮＰトランジスタを備えた
   ことを特徴とする点灯装置。
9. 請求項４または請求項５に記載の点灯装置であって、
   前記電流制限手段は、エミッタおよびコレクタの直列回路が前記光源に直列に接続され、ベースが前記分流手段のＰＮＰトランジスタのコレクタに接続されたＰＮＰトランジスタを備えた
   ことを特徴とする点灯装置。
10. 請求項８または請求項９に記載の点灯装置であって、
    前記電流制限手段は、前記ＰＮＰトランジスタのコレクタおよびベース間に接続される抵抗を備えた
    ことを特徴とする点灯装置。
11. 請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の点灯装置であって、
    前記電流制御手段は、前記ＰＮＰトランジスタのエミッタおよびコレクタの直列回路に対して並列に接続される抵抗を備えた
    ことを特徴とする点灯装置。
12. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の点灯装置であって、
    前記電流制限手段は、前記光源に直列に接続され、前記順方向電流値および前記分流手段で分流する電流値の和の電流値の大きさに対応して両端の電圧降下が大きくなる抵抗を備えた
    ことを特徴とする点灯装置。
13. 請求項１２に記載の点灯装置であって、
    前記電流制限手段は、前記分流手段で分流する電流を前記抵抗に流すとともに前記分流手段への電流の逆流を阻止する逆阻止手段を備えた
    ことを特徴とする点灯装置。
14. 請求項１３に記載の点灯装置であって、
    前記逆阻止手段は、ダイオードである
    ことを特徴とする点灯装置。
15. 請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の点灯装置と、
    この点灯装置により電力が供給されて点灯する光源と、
    を具備したことを特徴とする照明装置。

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