专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置，特别是涉及一种在光源中使用发光二极管(LED， light-emitting diode)的照明装置。
背景技术：
作为在电视演播室(television studio)或剧场中使用的照明装置，开发有一种 在光源中使用LED来进行调光控制的照明装置。在LED的调光控制中，例如日本专利特开2008-210537号公报所示，使用电流控制 方式和脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)控制方式，所述电流控制方式是使持 续电流流经LED而使电流值发生变化的方式，所述脉冲宽度调制控制方式是使电流值固定 而使电流流经LED的时间发生变化的方式。PWM控制方式具有在调光时LED的色温不会发生变化的特征，但另一方面却存在 下述问题在用电视摄像机(television camera)进行拍摄时，由于电视摄像机的垂直频 率与LED的点灯频率之间的差异，尤其当调光比较低时，所拍摄的影像的亮度会发生变化 而发生闪烁(flicker)的现象。为了防止该闪烁的发生，通过提高PWM控制的点灯频率，来针对电视摄像机而降 低LED的亮度变化。但是，先前虽然通过提高PWM控制的点灯频率而防止了闪烁的产生，但 是为了提高PWM控制的点灯频率，必须提高控制电路的中央处理器(CPU，central process unit)的性能或驱动LED的驱动电路的响应性，因此存在零件构成的价格高昂的问题。而 且，还存在下述问题由于提高了 PWM控制的点灯频率，因而点灯周期变短，因此变得难以 增大PWM控制的级数，从而难以平滑地对LED进行调光。由此可见，上述现有的照明装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟 待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道， 但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问 题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的照明装置，实属当前重 要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的照明装置存在的缺陷，而提供一种新型的照明装 置，所要解决的技术问题是使其无须提高点灯频率便能降低闪烁的产生，由此可使零件构 成的价格低廉，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目 的，依据本发明的照明装置，其技术方案1所述的照明装置包括光源部，包括具有LED的多 个LED电路；多个驱动电路，对应于PWM信号的输入，而使每个LED电路来对LED进行点灯； 以及PWM控制电路，对应于调光信号的输入，而对每个驱动电路输出PWM信号，并且使针对 每个驱动电路的该PWM信号的输出时序(timing)不同。
这样，针对每个驱动电路，即，针对每个LED电路，使从PWM控制电路输出的PWM信 号的输出时序不同，从而即使降低调光比，也能够使作为光源部整体的LED的熄灭时间减 少，因此亮度的变化较小，无须提高点灯频率便能够降低闪烁的产生。因此，无须为了降低 闪烁而提高点灯频率，因此可将点灯频率抑制得较低，由此能够使零件构成的价格低廉。而 且，由于点灯频率不变高，因而还能够相应地增大级数而平滑地对LED进行调光。光源部例如是连接于多个LED电路的LED的集合体，例如呈曲面或平面地排列而 构成。LED电路只要至少为大于等于2系统即可，LED电路中所含的LED既可以是1个，也 可以是大于等于2个的多个。LED例如除了使用出射白色光的LED以外，亦可使用出射红 色、绿色以及蓝色等的各光的各LED。驱动电路中，例如对应于PWM信号的输入，场效应晶体管(field effecttransistor, FET)等的开关(switching)元件进行开/关，使电流流经LED电路的 LED的时间发生变化，以进行调光。PWM控制电路例如对应于调光信号的输入而生成PWM信号，使针对每个驱动电路 的、该生成的PWM信号的输出时序不同。为了使针对每个驱动电路的、PWM信号的输出时序 不同，只要任意地设定即可，例如使每个LED电路依次对LED进行点灯，以使得当调光比较 低时，作为光源部整体的LED的熄灭时间变少。而且，本发明的照明装置中，PWM控制电路针对每个驱动电路使PWM信号的输出时 序逐个相差将点灯周期除以LED电路的数量所得的时间。这样，由于针对每个驱动电路，即，针对每个LED电路，使PWM信号的输出时序逐个 相差将点灯周期除以LED电路的数量所得的时间，因此即使降低调光比，也能够减少作为 光源部整体的LED的熄灭时间，亮度的变化较少，能够降低闪烁的产生。而且，本发明的照明装置中，PWM控制电路分为点灯周期的前侧与后侧，而使针对 每个驱动电路的、PWM信号的输出时序不同。这样，由于分为点灯周期的前侧与后侧，而使针对每个驱动电路的、PWM信号的输 出时序不同，因此即使降低调光比，也能够减少作为光源部整体的LED的熄灭时间，亮度的 变化较少，能够降低闪烁的产生。而且，本发明的照明装置中，PWM控制电路在低于规定的调光比的范围内，使针对 每个驱动电路的、PWM信号的输出时序不同。这样，由于在低于规定的调光比的范围内，针对每个驱动电路，S卩，针对每个LED 电路，使PWM信号的输出时序不同，因此即使在亮度易变化的调光比较低的范围内，也能够 降低闪烁的产生。所谓低于规定的调光比的范围，例如是指当PWM信号的输出时序相同时，亮度发 生变化而产生闪烁的范围。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明 照明装置至少具有下列优点及有益效果本发明无须提高点灯频率便能降低闪烁的产生， 由此可使零件构成的价格低廉，非常适于实用。综上所述，本发明是有关于一种照明装置，其中的光源部(14)包括具有多个 LED (26)的多个LED电路(27)。设置对应于PWM信号的输入而使每个LED电路(27)来对 LED (26)进行点灯的多个驱动电路(32)。通过PWM控制电路(33)，对应于调光信号的输入来对每个驱动电路(32)输出PWM信号，并且使针对每个驱动电路(32)的该PWM信号的输 出时序不同。通过使PWM信号的输出时序不同，即使降低调光比，作为光源部(14)整体而 言LED(26)熄灭的时间也较少，无须提高点灯频率便可降低闪烁的产生。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是表示本发明的第1实施方式的照明装置的电路图。图2是使上述照明装置的PWM控制的PWM信号的输出时序不同的时序图(timing chart)ο图3是作为上述照明装置的PWM控制的比较例，PWM信号的输出时序相同的情况 下的时序图。图4是上述照明装置的构成示意图。图5是上述照明装置的光源部的正面示意图。图6是使本发明的第2实施方式的照明装置的PWM控制的PWM信号的输出时序不 同的时序图。11 照明装置12 光源单元13:投影单元14 光源部15 :散热器16 电源部17 控制部18 操作部19 筒状光路20 截光器单元21a、21b 投影透镜22a、22b 调整手柄25:印刷基板26 =LED27,27a 27j :LED 电路28 假想圆形29a 29 j 电源端子32:驱动电路33:PWM控制电路
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的照明装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效， 详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同 的编号表示。图1至图5表示第1实施方式，图1是照明装置的电路图，图2是通过照明装置的 PWM控制来使PWM信号的输出时序不同的时序图(timingchart)，图3是作为照明装置的 PWM控制的比较例而PWM信号的输出时序相同的情况下的时序图，图4是照明装置的构成图 示意，图5是照明装置的光源部的正面示意图。如图4所示，照明装置11为聚光灯(spotlight)，具备出射光的光源单元 (unit) 12以及将从光源单元12出射的光予以投影的投影单元13。光源单元12具备作为面状光源的光源部14、对该光源部14所产生的热进行散 热的散热器15、对光源部14供给点灯电源的电源部16、对光源部14进行点灯控制的控制 部17、进行光源部14的点灯操作的操作部18、将光源部14的光引导至投影单元13的筒状 光路19、以及对从筒状光路19出射的光的形状进行控制的截光器(cutter)单元20等。投影单元13具备将从光源单元12出射的光予以聚光并投影至外部的投影透镜 (lens)21a、21b ；以及对投影分布进行调整的调整手柄(handle) 22a、22b。如图5所示，光源部14是在平板状的印刷(print)基板25上安装着多个芯片 (chip)状的LED26而构成。在该光源部14中，使用出射白色光的LED26。另外，也可以使 用出射红色、绿色以及蓝色光的LED26来作为补色用。光源部14中，多个LED26被串联连接着，并且被分组(group)为排列成矩形的多 个LED电路27，将多个这些LED电路27组合起来，使得发光区域近似为假想圆形28。图5中，表示被分组为10个LED电路27a 27 j的示例。各LED电路27a 27 j 各自具有电源端子29a 29j，利用控制部17的点灯控制，从电源部16对这些电源端子 29a 29 j供给点灯电源，从而对各LED电路27a 27 j的LED26进行点灯。这样，各LED 电路27a 27 j电性独立。各LED电路27a 27 j是多个LED26排列成矩形而形成，但各LED电路27a 27 j 被分类为多个LED26排列成不同大小的矩形的三种。各LED电路27a 27j中，三种的矩 形短边的长度均相同，在其短边方向上，串联连接着7个LED26，该串联连接的电路以组为 单位而并联连接着。光源部14的中央部的LED电路27c、27h是矩形长边的长度为最长的 最长组，两端部的LED电路27a、27e、27f、27j是矩形长边的长度为最短的最短组，最长组与 最短组之间的中间部的LED电路27b、27d、27g、27i是矩形长边的长度为中间长的中间组。如图1所示，控制部17具备多个驱动电路32，对应于PWM信号的输入，而对每个 LED电路27来驱动LED26 ；以及PWM控制电路33，对应于调光信号的输入，而对每个驱动电 路32输出P丽信号。各驱动电路32对应于PWM信号的输入，使FET等的开关元件进行开/关(0N/0FF)， 以从电源部16使电流值固定而使电流流经各LED电路27的LED26的时间发生变化。PWM控制电路33对应于调光信号的调光比(调光电平(IeveD)O 100%，来对 每个驱动电路32生成PWM信号，并且在使LED26点灯的规定的点灯频率的点灯周期中，以不同的时序来对每个驱动电路32产生同步信号，并根据该同步信号，以不同的输出时序来 对每个驱动电路32输出PWM信号。对于PWM控制电路33，例如输入有256级的调光信号， 但在PWM控制电路33中，转换成1024级或2048级等的较大的级数以输出PWM信号。此处，在图3的时序图中，表示设LED电路27的数量为4的4系统，且为这些LED 电路27的每一个的PWM信号的输出时序均相同时的比较例。该比较例中，在以调光比25 % 来对LED26进行点灯的情况下，在使LED26点灯的点灯频率的点灯周期中，4系统均以相同 的时序来产生同步信号，并输出PWM信号。因此，LED26仅在点灯周期的1个周期的前侧1/4 中点灯，而在后侧3/4中LED26熄灭，因此亮度会发生变化而产生闪烁。如果在此种照明状 态下用电视摄像机进行拍摄，则拍摄出的影像的亮度会发生变化而产生闪烁现象。并且，图2的时序图中，表示设LED电路27的数量为4的4系统，且使这些LED电 路27的每一个的PWM信号的输出时序不同的本实施方式的示例。本实施方式的示例中，使 每个驱动电路32的、PWM信号的输出时序逐个相差将点灯周期的1个周期除以LED电路27 的系统数所得的时间。图2中，LED电路27的数量为4系统，因此使PWM信号的输出时序逐个相差点灯 周期的1个周期的1/4时间。点灯频率例如为7. SkHz左右。此处，在以调光比25%来对LED26进行点灯时，在点灯周期的1个周期中，4系统 的LED电路27中，任一 LED电路27的LED26点灯，作为光源部14整体而言LED26始终点 灯，因此亮度为固定。而且，在调光比高于25%的范围内，4系统的LED电路27的LED26重 复点灯，作为光源部14整体而言LED26始终点灯。另一方面，在调光比低于25%的范围内，在4系统的LED电路27间LED26的点灯 进行切换时，虽然会产生任一 LED26均熄灭的时间，但作为光源部14整体而言LED26熄灭 的时间远少于图3所示般PWM信号的输出时序相同的情况，因此亮度的变化较少，能够降低 闪烁的产生。并且，作为光源部14整体而言LED26熄灭的时间分散在点灯周期的1个周期 中，因此与一连串地连续的情况相比，作为光源部14整体的亮度的变化较少，能够降低闪 烁的产生。因此，在用电视摄像机来对由该照明装置11所照明的被摄体进行拍摄时，即使特 别降低调光比，也能够使所拍摄的影像的亮度发生变化而产生闪烁的现象降低。这样，通过采用使每个驱动电路32的PWM信号的输出时序不同的方式，无需如先 前般为了降低闪烁来提高LED26的点灯频率，而能够降低闪烁的产生。因此，能够将LED26 的点灯频率抑制至较低的3 4kHz左右，由此对于PWM控制电路33中所用的CPU的性能 或驱动电路32的响应性不再要求高性能，能够使零件构成的价格低廉。并且，通过将LED26的点灯频率抑制得较低，能够延长点灯周期，因此能够将PWM 信号的级数设为例如1024级或2048级之类的大的级数，从而能够平滑地对LED26进行调 光。进而，通过将LED26的点灯频率抑制得较低，能够降低从驱动电路32或照明装置 11的框体等产生高频噪声(noise)的情况。而且，使针对每个驱动电路32的、PWM信号的输出时序不同的控制，只要至少在比 当PWM信号的输出时序相同时亮度发生变化而产生闪烁的规定的调光比更低的范围内实 施即可。在高于规定的调光比的范围内，即使PWM信号的输出时序相同，因亮度的变化而造成的闪烁的产生也较少，因此既可使针对每个驱动电路32的、PWM信号的输出时序不同，亦 可使之相同。而且，图6表示第2实施方式，图6是使照明装置的PffM控制的PWM信号的输出时 序不同的时序图。PWM控制电路33分为点灯周期的前侧与后侧来进行控制，以使针对每个驱动电路 32的、PWM信号的输出时序不同。图6中是LED电路27的数量为2的2系统，且调光比为25%的情况，分为点灯周 期的前侧与后侧而产生同步信号，根据该同步信号，以不同的输出时序来对每个驱动电路 32输出PWM信号。即，分为在点灯周期的前侧具有PWM信号的输出时序的驱动电路32即 LED电路27、与在点灯周期的后侧具有PWM信号的输出时序的驱动电路32即LED电路27。 此时，对应于调光比，在点灯周期的后侧输出的PWM信号的输出时序发生变动。此时，PWM信号1、2均由相同的同步信号来进行控制。PWM信号2在同步信号之 后，经过从点灯周期减去PWM控制的点灯时间所得的时间(熄灭时间)之后打开(on)。并且，在调光比低于50%的范围内，在2系统的LED电路27间切换LED26的点灯 时，虽然会产生任一 LED26均熄灭的时间，但作为光源部14整体而言LED26熄灭的时间远 少于例如图3所示般PWM信号的输出时序相同的情况，因此亮度的变化较少，能够降低闪烁 的产生。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
8
权利要求
一种照明装置，其特征在于包括光源部(14)，包括具有LED(26)的多个LED电路(27)；多个驱动电路(32)，对应于PWM信号的输入，而使每个LED电路(27)来对LED(26)进行点灯；以及PWM控制电路(33)，对应于调光信号的输入，而对每个驱动电路(32)输出PWM信号，并且使针对每个驱动电路(32)的该PWM信号的输出时序不同。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于其中所述的PWM控制电路(33)针对每 个驱动电路(32)而使PWM信号的输出时序逐个相差将点灯周期除以LED电路(27)的数量 所得的时间。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于其中所述的PWM控制电路(33)分为点 灯周期的前侧与后侧，而使针对每个驱动电路(32)的、PWM信号的输出时序不同。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的照明装置，其特征在于其中所述的PWM 控制电路(33)在低于规定的调光比的范围内，使针对每个驱动电路(32)的、PWM信号的输 出时序不同。
全文摘要
本发明是有关于一种照明装置，其中的光源部(14)包括具有多个LED(26)的多个LED电路(27)。设置对应于PWM信号的输入而使每个LED电路(27)来对LED(26)进行点灯的多个驱动电路(32)。通过PWM控制电路(33)，对应于调光信号的输入来对每个驱动电路(32)输出PWM信号，并且使针对每个驱动电路(32)的该PWM信号的输出时序不同。通过使PWM信号的输出时序不同，即使降低调光比，作为光源部(14)整体而言LED(26)熄灭的时间也较少，无须提高点灯频率便可降低闪烁的产生。
文档编号F21S2/00GK101886757SQ20101017823
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月11日 优先权日2009年5月12日
发明者右田幸司, 高坂启太郎 申请人:东芝照明技术株式会社;株式会社东芝