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JP2009077344A - Visible light communication system - Google Patents

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JP2009077344A
JP2009077344A JP2007246697A JP2007246697A JP2009077344A JP 2009077344 A JP2009077344 A JP 2009077344A JP 2007246697 A JP2007246697 A JP 2007246697A JP 2007246697 A JP2007246697 A JP 2007246697A JP 2009077344 A JP2009077344 A JP 2009077344A
Authority
JP
Japan
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unit
power supply
transformer
light
communication system
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007246697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadatane Nakayama
貞胤 中山
Satoshi Fujiwara
聡 藤原
Masaru Shigesada
賢 繁定
Naoki Kataoka
直紀 片岡
Hiroshi Ito
廣 伊藤
Yukitoshi Kawai
行利 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MOMO ALLIANCE Co Ltd
Original Assignee
MOMO ALLIANCE Co Ltd
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Publication date
Application filed by MOMO ALLIANCE Co Ltd filed Critical MOMO ALLIANCE Co Ltd
Priority to JP2007246697A priority Critical patent/JP2009077344A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-speed visible light communication system capable of being applied to an LED illuminating apparatus using a high-power white light emitting LED. <P>SOLUTION: A visible light communication system 1 comprises: an illuminating unit 8 which has a plurality of solid light-emitting elements 32 configured by a blue light emitting LED bare chip and a yellow fluorescent body excited by light in a first wavelength region irradiated from the LED bare chip to emit light in a second wavelength region, and which transmits arbitrary information by modulating a direct current to be supplied to at least some of the plurality of solid light-emitting elements 32 based on the arbitrary information; and a light reception unit 4 receiving the arbitrary information transmitted from the illuminating unit 8. In the visible light communication system 1, the light reception unit 4 has a wavelength filter 143 which transmits at least a part of the light in the first wavelength region, and which does not transmit the light in the second wavelength region, and a light reception element 142 which receives light passed through the wavelength filter 143. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は可視光通信システムに関し、特に、固体発光素子を光源とした可視光通信システムに関する。   The present invention relates to a visible light communication system, and more particularly, to a visible light communication system using a solid light emitting element as a light source.

近年、環境への意識の向上が高まり、白熱電球、蛍光ランプおよび水銀ランプ等のランプ類に替わる新しい光源として、固体発光素子、特に発光ダイオード(以下、LEDと記載)が注目を集めている。なぜなら、発光ダイオードは、上述したランプ類の光源と比較して長寿命な光源であり、また水銀および鉛といった有害物質を含まない、すなわち、環境に優しい光源であるからである。   In recent years, environmental awareness has increased, and solid-state light-emitting elements, particularly light-emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs), have attracted attention as new light sources that can replace incandescent lamps, fluorescent lamps, mercury lamps, and other lamps. This is because the light-emitting diode is a light source that has a longer life than the above-described lamps and does not contain harmful substances such as mercury and lead, that is, it is an environmentally friendly light source.

LEDの中でも、1W以上の入力容量を有するいわゆるハイパワーLEDは、発光強度が強く照明用途に最適である。また、ハイパワーLEDの光変換効率は年々向上しており、今後ハイパワーLEDを光源とした照明は、省エネルギー光源としての期待も高まっている。   Among LEDs, a so-called high power LED having an input capacity of 1 W or more has a high emission intensity and is optimal for lighting applications. In addition, the light conversion efficiency of high-power LEDs has been improved year by year, and illumination using high-power LEDs as a light source is also expected to become an energy-saving light source.

ここで、LEDは、電子素子であるため、応答性が高い。そのため、容易にその発光に変調を加えることができる。このことを利用して、ハイパワーLEDを使用した照明ユニットを送信部とした、可視光通信システムに注目が集まっている。   Here, since the LED is an electronic element, the response is high. Therefore, the light emission can be easily modulated. Taking advantage of this, attention has been focused on a visible light communication system in which an illumination unit using a high power LED is used as a transmitter.

可視光通信システムにおいては、LEDに供給する直流を各種情報(例えば、インターネットから取得した情報)に基づき変調する。変調された直流が供給されたLEDからの発光は前記各種情報に基づき変調されたものとなる。この変調がかけられた発光を、受光素子を備える受光部により受光する。その上で復調することにより通信が行われる。   In the visible light communication system, the direct current supplied to the LED is modulated based on various information (for example, information obtained from the Internet). Light emission from the LED supplied with the modulated direct current is modulated based on the various information. The modulated light emission is received by a light receiving unit including a light receiving element. Then, communication is performed by demodulating.

可視光通信システムのメリットの一つとして、セキュリティー性の高さがあげられる。目に見える光を利用した通信であるため、その光を遮ることにより容易に情報の漏洩を避けることが可能となる。   One of the merits of the visible light communication system is high security. Since the communication uses visible light, information leakage can be easily avoided by blocking the light.

一方で可視光通信システムにも課題がある。それは、通信速度が遅いということである。このようなことを鑑みてか、特許文献1に開示される可視光通信システムにおいては、赤色、緑色、青色のLEDをそれぞれ具備し、それらを独立して発光制御することによって、多重化した可視光信号を送信することが可能であるとされている。このことにより、高速通信を可能とした可視光通信システムを提供できるとされている。
特開2007−81703号公報
On the other hand, the visible light communication system has a problem. That is, the communication speed is slow. In view of the above, the visible light communication system disclosed in Patent Document 1 includes red, green, and blue LEDs, respectively, and independently controls the light emission to multiplex the visible light. It is supposed that an optical signal can be transmitted. Thus, a visible light communication system capable of high-speed communication can be provided.
JP 2007-81703 A

しかしながら、特許文献1に開示される可視光通信システムは、以下の点で問題点があると考えられる。   However, the visible light communication system disclosed in Patent Document 1 is considered problematic in the following respects.

それは、特許文献1の可視光通信システムにおいては、上記のように赤色、緑色、青色のLEDを使用しているが、ハイパワーLEDを使用することで実現するLED照明ユニットにおいては、通常白色発光のハイパワーLEDを使用する。したがって、赤色、緑色、青色のLEDを使用する特許文献1の可視光通信システムを適用することは困難であるといえる。   In the visible light communication system of Patent Document 1, red, green, and blue LEDs are used as described above. However, in an LED illumination unit that is realized by using a high-power LED, normally white light is emitted. High power LED is used. Therefore, it can be said that it is difficult to apply the visible light communication system of Patent Document 1 using red, green, and blue LEDs.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、白色発光のハイパワーLEDを使用したLED照明装置に適用可能な高速の可視光通信システムを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the high-speed visible light communication system applicable to the LED illuminating device using high power LED of white light emission.

上記目的を達成するために、ベアチップからなる素子部と、前記素子部から発せられる第1の波長領域の光に励起され、第2の波長領域の光を発する蛍光体部とにより構成される複数の固体発光素子を具備し、前記複数の固体発光素子の少なくとも一部に供給する直流を任意の情報に基づき変調することにより前記任意の情報を送信する送信ユニットと、前記送信ユニットから送信される前記任意の情報を受信する受光ユニットとにより構成される可視光通信システムにおいて、前記受光ユニットは、前記第1の波長領域の光の少なくとも一部を透過し、かつ前記第2の波長領域の光を透過しないフィルター部と、前記フィルター部を透過した光を受光する受光素子とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a plurality of elements comprising a bare chip and a phosphor part that is excited by light in the first wavelength region emitted from the element part and emits light in the second wavelength region. A solid-state light-emitting element, and a transmission unit that transmits the arbitrary information by modulating a direct current supplied to at least a part of the plurality of solid-state light-emitting elements based on the arbitrary information, and transmitted from the transmission unit In the visible light communication system configured by the light receiving unit that receives the arbitrary information, the light receiving unit transmits at least part of the light in the first wavelength region and the light in the second wavelength region. And a light receiving element for receiving the light transmitted through the filter unit.

この構成によりフィルターを使用することにより蛍光体部の発光波長成分を除外し、素子部の発光波長成分のみを受光ユニットにおいて、受光することが可能となる。そのため、可視光通信を実現するにおいて、蛍光体部の影響を排除することができる、蛍光体部は、応答速度が遅く、可視光通信の高速化を行ううえで障害となる。故に、この影響を排除することにより、可視光通信の高速化が可能となるという効果がある。   By using a filter with this configuration, it is possible to exclude the light emission wavelength component of the phosphor part and receive only the light emission wavelength component of the element part in the light receiving unit. Therefore, in realizing visible light communication, the influence of the phosphor part can be eliminated. The phosphor part has a slow response speed, which is an obstacle to speeding up visible light communication. Therefore, by eliminating this influence, there is an effect that the speed of visible light communication can be increased.

ここで、前記任意の情報に基づき変調された直流が供給される前記固体発光素子の発光方向には、集光を行う光学素子が設置されてもよい。   Here, an optical element for condensing light may be installed in the light emitting direction of the solid state light emitting element to which a direct current modulated based on the arbitrary information is supplied.

この構成により、可視光通信に供する光の光強度(光密度)を高めることができ、安定した可視光通信を実現できるという効果がある。   With this configuration, there is an effect that the light intensity (light density) of light used for visible light communication can be increased, and stable visible light communication can be realized.

ここで、前記受光素子は、少なくとも通信速度10Mバイト/秒以上の通信速度に対応する素子であってよい。   Here, the light receiving element may be an element corresponding to a communication speed of at least a communication speed of 10 Mbytes / second or more.

この構成により、受光素子で確実に送信ユニットからの信号(変調された光)を受信でき、高速の可視光通信を可能にするという効果がある。   With this configuration, the light receiving element can reliably receive a signal (modulated light) from the transmission unit, and has an effect of enabling high-speed visible light communication.

ここで、前記フィルター部は、波長470nm以下の波長領域の光を透過してもよい。
一般的な、白色の発光を行う固体発光素子において、蛍光体部からの発光には470nm以下の波長領域の光は含まれない。したがって、この構成により、蛍光部の影響を確実に排除することができるという効果がある。
Here, the filter unit may transmit light having a wavelength region of 470 nm or less.
In a general solid-state light emitting device that emits white light, light emitted from the phosphor portion does not include light in a wavelength region of 470 nm or less. Therefore, this configuration has an effect of reliably eliminating the influence of the fluorescent part.

ここで、前記複数の固体発光素子に供給される直流は、交流の電源を利用する電源装置により生成され、前記電源装置は、前記交流を脈流に変換する変換手段と、前記脈流の通過/非通過を選択し、通過した前記脈流の変圧を行う選択手段と、前記選択手段に対し変圧に関する指定を行う指定手段とを備え、前記選択手段は、巻線比(2次側の巻線数/1次側の巻線数)の異なる複数の変圧器を具備し、前記指定手段は、任意の時刻において、前記脈流の瞬時値に基づき、前記複数の変圧器のうち何れか1つを変圧に供する変圧器として指定してもよい。   Here, the direct current supplied to the plurality of solid state light emitting elements is generated by a power supply device using an alternating current power supply, the power supply device converts the alternating current into a pulsating flow, and the passage of the pulsating flow / Selection means for selecting non-passage and performing transformation of the pulsating flow that has passed, and designation means for performing designation relating to transformation to the selection means, wherein the selection means includes a winding ratio (secondary winding). A plurality of transformers having different numbers of wires / number of windings on the primary side), and the designation means is any one of the plurality of transformers based on the instantaneous value of the pulsating flow at an arbitrary time. One may be designated as a transformer for transformation.

この構成によれば、変換手段において交流を脈流に変換した上で、選択手段において脈流の通過/非通過を選択する。すなわち、脈流のまま通過/非通過するため、平滑コンデンサ(電解コンデンサ)が不要となるという効果がある。   According to this configuration, the alternating means is converted into the pulsating flow by the converting means, and the passage means / non-passing of the pulsating flow is selected by the selecting means. That is, there is an effect that a smoothing capacitor (electrolytic capacitor) is not required because the pulsating flow passes / does not pass.

さらに、指定手段は、脈流の瞬時値に応じて、変換に供する変圧器を指定する。変圧器は複数備えられるが、互いに巻線比が異なるため、変圧比(2次側の出力電圧/1次側の入力電圧であり、巻線比と同じ値となる)も異なる。したがって、脈流の瞬時値に応じて、異なる変圧比の変圧を選択手段が行うこととなる。このことにより、力率を向上し、高い電源効率も実現することができるという効果もある。   Further, the designation means designates a transformer to be used for conversion according to the instantaneous value of the pulsating flow. Although a plurality of transformers are provided, since the winding ratios are different from each other, the transformation ratio (secondary side output voltage / primary side input voltage, which is the same value as the winding ratio) is also different. Therefore, the selection means performs transformation of different transformation ratios according to the instantaneous value of the pulsating flow. This also has the effect of improving the power factor and realizing high power supply efficiency.

ここで、前記選択手段が具備する前記複数の変圧器とは、前記巻線比が、1/nである第1変圧器と、前記巻線比が、1/m(n>m)である第2変圧器とであって、前記指定手段は、前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が所定の閾値以上の場合、前記第1変圧器を指定し、前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が前記所定の閾値以下の場合、前記第2変圧器を指定してもよい。   Here, the plurality of transformers included in the selection means include a first transformer having a winding ratio of 1 / n and a winding ratio of 1 / m (n> m). A second transformer, wherein the designation means designates the first transformer when the instantaneous value of the pulsating flow at the arbitrary time is equal to or greater than a predetermined threshold, and the pulsating flow at the arbitrary time. The second transformer may be specified when the instantaneous value of is less than or equal to the predetermined threshold.

この構成によれば、脈流の瞬時値が所定の閾値より高い場合には第1変圧器により、脈流の瞬時値が所定の閾値より低い場合には第2変圧器より変圧を行うことができる。   According to this configuration, when the instantaneous value of the pulsating flow is higher than the predetermined threshold, the first transformer can perform transformation, and when the instantaneous value of the pulsating flow is lower than the predetermined threshold, the second transformer can perform the transformation. it can.

第2変圧器は、第1変圧器に対し巻線比が大きいがため、第1変圧器より高い変圧比の変圧を行うということになり、流通角を拡大できるという効果がある。   Since the second transformer has a larger winding ratio than the first transformer, the second transformer performs a transformation with a higher transformation ratio than the first transformer, and there is an effect that the distribution angle can be expanded.

ここで、前記電源装置は、さらに、前記脈流の通過/非通過の時間比であるデューティ比を、前記選択手段に対し指示する指示手段を備え、前記指示手段は、前記脈流の所定期間の平均値に基づき、前記脈流の推定波形を求め、所定時刻における前記脈流の瞬時値と、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値との比較結果に基づき、前記デューティ比を指示してもよい。また、前記指示手段は、所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を上回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指示し、所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を下回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指示してもよい。   Here, the power supply device further includes instruction means for instructing the selection means of a duty ratio that is a time ratio of passage / non-passage of the pulsating flow, and the instruction means includes a predetermined period of the pulsating flow. On the basis of the average value, the estimated waveform of the pulsating flow is obtained, and based on the comparison result between the instantaneous value of the pulsating flow at a predetermined time and the estimated instantaneous value of the pulsating flow at the predetermined time based on the estimated waveform, A duty ratio may be indicated. In addition, when the instantaneous value of the pulsating flow at a predetermined time exceeds the estimated instantaneous value of the pulsating flow at the predetermined time based on the estimated waveform, the instruction unit is lower than the duty ratio immediately before the predetermined time. When the duty ratio is instructed and the instantaneous value of the pulsating flow at a predetermined time is lower than the estimated instantaneous value of the pulsating flow at the predetermined time based on the estimated waveform, the duty ratio is higher than the duty ratio immediately before the predetermined time. A ratio may be indicated.

この構成によれば、予め測定した脈流の値に基づき、デューティ比を指定することができる。このことは、脈流の値の突然の変動(例えば交流の電源の電圧変動)が発生したときも、電源装置、及び複数の固体発光素子が故障することを未然に防ぐことができるという効果がある。   According to this configuration, the duty ratio can be specified based on the value of the pulsating flow measured in advance. This is advantageous in that it is possible to prevent the power supply device and the plurality of solid state light emitting elements from failing even when sudden fluctuations in the value of the pulsating current (for example, voltage fluctuations of an AC power supply) occur. is there.

ここで、前記所定期間とは、少なくとも前記交流の電源の1/2周期に相当する期間以上であってよい。   Here, the predetermined period may be at least a period corresponding to a half cycle of the AC power supply.

この構成によれば、確実に推定波形を求めることができるという効果がある。脈流は、交流の電源の1/2の周期となり、この期間に相当する期間内の平均値を求めることで、確実な推定波形の算出が叶う。   According to this structure, there exists an effect that an estimated waveform can be calculated | required reliably. The pulsating current has a half period of the AC power supply, and the estimated value can be reliably calculated by obtaining an average value within a period corresponding to this period.

ここで、前記第1変圧器が有する電気容量は、前記第2変圧器が有する電気容量より大きくてもよい。   Here, the electric capacity of the first transformer may be larger than the electric capacity of the second transformer.

第1変圧器は、脈流の瞬時値が所定の閾値より高い場合に変圧する。したがって、大きな電力が投入される。それ故、第2変圧器より大きな電気容量とすることで、電源装置の信頼性を向上できるという効果がある。   The first transformer transforms when the instantaneous value of the pulsating flow is higher than a predetermined threshold value. Therefore, a large amount of power is input. Therefore, by setting the electric capacity larger than that of the second transformer, there is an effect that the reliability of the power supply device can be improved.

ここで前記電源装置は、さらに、略円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の一部が実装されるメイン片面実装基板と、略半円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の残部が実装される第1のサブ片面実装基板とを備え、前記電源装置は、円柱型であり、前記メイン片面実装基板の実装面と、前記第1のサブ片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成されてもよい。また、前記電源装置は、さらに、第2のサブの片面実装基板と、フォトカプラと、マイクロコンピュータを具備し、前記指定手段と前記指示手段とを含み構成されるマイコンユニットと、前記マイコンユニットを駆動させるマイコン電源部とを備え、前記マイコンユニット及び前記マイコン電源部は、前記第2のサブの片面実装基板に実装され、前記電源装置は、前記第2のサブ片面実装基板の実装面と、前記メイン片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成されてもよい。ここで、前記電源装置の高さは、該電源装置を構成する回路素子のうち、最も高い回路素子に略等しくてもよい。ここで、前記メイン片面実装基板と前記第1のサブ片面実装基板との距離が前記回路素子の高さに略等しくなるように配置されて実装されてもよく、また前記回路素子は、前記複数の変圧器のうち何れか1つであってもよい。   Here, the power supply device further has a substantially circular shape, a main single-sided mounting board on which a part of circuit elements constituting the power supply device is mounted, and a circuit that is substantially semicircular and constitutes the power supply device. A first sub-single-sided mounting board on which a remaining part of the element is mounted, the power supply device is a columnar type, a mounting surface of the main single-sided mounting board, a mounting surface of the first sub-single-sided mounting board, May be configured to face each other. The power supply device further includes a second sub single-sided mounting board, a photocoupler, and a microcomputer, and includes a microcomputer unit including the specifying unit and the instruction unit, and the microcomputer unit. A microcomputer power supply unit to be driven, the microcomputer unit and the microcomputer power supply unit are mounted on the second sub-single-sided mounting board, and the power supply device includes a mounting surface of the second sub-single-sided mounting board, The main single-sided mounting board may be configured to face the mounting surface. Here, the height of the power supply device may be substantially equal to the highest circuit element among the circuit elements constituting the power supply device. Here, the main single-sided mounting board and the first sub-single-sided mounting board may be arranged and mounted such that the distance between the main single-sided mounting board and the first sub-single-sided mounting board is substantially equal to the height of the circuit element. Any one of the transformers may be used.

この構成によれば、円柱形状のコンパクトな電源装置を実現できるという効果がある。   According to this configuration, there is an effect that a cylindrical power supply can be realized.

本発明によれば、白色発光のハイパワーLEDを使用したLED照明装置に適用可能な高速の可視光通信システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high-speed visible light communication system applicable to the LED illuminating device using high-power LED of white light emission can be provided.

本発明に係る可視光通信システムは、白色発光のハイパワーLEDを光源とした照明ユニットから発せられる変調された光を、受光ユニットにて受光することによって可視光通信を行うものである。   The visible light communication system according to the present invention performs visible light communication by receiving, with a light receiving unit, modulated light emitted from an illumination unit using a white light emitting high power LED as a light source.

白色発光のハイパワーLEDは、通常青色発光のLEDベアチップの発光方向に、黄色蛍光体を設置し、擬似白色の光を得ている。蛍光体の応答速度は、LEDベアチップの応答速度に比べて通常遅い。そのため、可視光通信を高速化するうえで障害となる。   High-power LEDs emitting white light usually have a yellow phosphor disposed in the light-emitting direction of an LED bare chip emitting blue light to obtain pseudo-white light. The response speed of the phosphor is usually slower than the response speed of the LED bare chip. Therefore, it becomes an obstacle to speeding up visible light communication.

本発明に係る受光ユニットでは、波長フィルターを使用することにより蛍光体の発光成分を除外し、LEDベアチップの発光成分の少なくとも一部を受光する。このことにより、本発明に係る可視光通信システムは高速な可視光通信を実現する。   In the light receiving unit according to the present invention, the light emission component of the phosphor is excluded by using the wavelength filter, and at least a part of the light emission component of the LED bare chip is received. Thus, the visible light communication system according to the present invention realizes high-speed visible light communication.

以下、本発明に係る可視光通信システムの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a visible light communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明の可視光通信システムの構成を説明する。
図1は、本発明の可視光通信システム1の外観を示す斜視図である。可視光通信システム1は、照明ユニット8と、受光ユニット4とにより構成される。また、照明ユニット8は、電源装置2と、光源ユニット3とを具備する。照明ユニット8は、本発明の送信ユニットに相当する。
First, the configuration of the visible light communication system of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a visible light communication system 1 according to the present invention. The visible light communication system 1 includes an illumination unit 8 and a light receiving unit 4. The illumination unit 8 includes a power supply device 2 and a light source unit 3. The illumination unit 8 corresponds to the transmission unit of the present invention.

図2は、電源装置2のA方向面の構造を示す断面図である。図3は、光源ユニット3のB方向の構造を示す断面図である。図4は、受光ユニット4のC方向の構造を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the A direction surface of the power supply device 2. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the light source unit 3 in the B direction. FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the light receiving unit 4 in the C direction.

電源装置2は、円筒形であり、筐体5と、コンセント6とから構成される。電源装置2は交流の電源を直流に変換し、光源ユニット3に直流を供給する。   The power supply device 2 has a cylindrical shape and includes a housing 5 and an outlet 6. The power supply device 2 converts alternating current power into direct current and supplies direct current to the light source unit 3.

筐体5は、電源装置2の外観上の形状となる。ここで、筐体5は、その内部に電源装置2を構成する回路素子が収納されている。また、筐体5は、樹脂材料により構成してよいが、好ましくは熱伝導率が高い(好ましくは200W・m-1・K-1以上)材質で構成される。発明者らは、熱伝導率が高く、また加工性にも富んだ材質として、アルミニウムを選択し、アルミニウムを用いて筐体5を構成した。 The casing 5 has an external shape of the power supply device 2. Here, the circuit element which comprises the power supply device 2 is accommodated in the housing | casing 5 inside. The casing 5 may be made of a resin material, but is preferably made of a material having high thermal conductivity (preferably 200 W · m −1 · K −1 or more). The inventors selected aluminum as a material having high thermal conductivity and high workability, and constituted the casing 5 using aluminum.

コンセント6は、電源装置2が商用等の交流の電源を利用するために用いられ、商用電源41と電源装置2とを接続する。   The outlet 6 is used for the power supply device 2 to use a commercial AC power supply, and connects the commercial power supply 41 and the power supply device 2.

接続ケーブル7は、電源装置2と光源ユニット3とを接続する電気ケーブルである。
また、電源装置2は、その内部に、複数の回路素子と、基板33を備える。
The connection cable 7 is an electric cable that connects the power supply device 2 and the light source unit 3.
Further, the power supply device 2 includes a plurality of circuit elements and a substrate 33 therein.

光源ユニット3は、電源装置2から供給される直流を用いて内部のハイパワーLED等の固体発光素子を発光させる。また、光源ユニット3は、筐体部31を備え、筐体部31の内部に、複数の固体発光素子32と、基板33と、保護用透光板34とを備える。   The light source unit 3 causes a solid light emitting element such as an internal high power LED to emit light using a direct current supplied from the power supply device 2. The light source unit 3 includes a housing 31, and includes a plurality of solid light emitting elements 32, a substrate 33, and a protective translucent plate 34 inside the housing 31.

筐体部31は、断面が略コの字形状に形成される。筐体部31は、熱伝導率が高い金属(好ましくは、熱伝導率が200W・m-1・K-1以上の金属)により構成される。例えば、筐体部31は、アルミニウムで構成される。筐体部31にアルミニウムを用いる理由としては、安価であること、成形が行いやすいこと、リサイクル性が良いこと、熱伝導率が200W・m-1・K-1以上であること、及び放熱特性が高いことなどが挙げられる。 The casing 31 has a substantially U-shaped cross section. The casing 31 is made of a metal having a high thermal conductivity (preferably, a metal having a thermal conductivity of 200 W · m −1 · K −1 or more). For example, the housing part 31 is made of aluminum. The reason why aluminum is used for the housing part 31 is that it is inexpensive, easy to form, has good recyclability, has a thermal conductivity of 200 W · m −1 · K −1 or more, and heat dissipation characteristics. Is high.

また、筐体部31は、アルミニウムで構成した後、アルマイト処理することが望ましい。アルマイト処理することによって、表面積が増加し、放熱効果が高まる。   Further, it is desirable that the casing 31 is made of aluminum and then anodized. Alumite treatment increases the surface area and enhances the heat dissipation effect.

保護用透光板34は、透光性を有し、固体発光素子32の発光方向に配置される。保護用透光板34は、平板状に形成される。筐体部31と保護用透光板34とを一体的に組み合わせることで、断面が略四角形状となる。保護用透光板34は、透明なガラス又はアクリル樹脂、ポリカーボネート等により形成される。   The protective translucent plate 34 has translucency and is disposed in the light emitting direction of the solid state light emitting device 32. The protective translucent plate 34 is formed in a flat plate shape. By integrally combining the casing 31 and the protective translucent plate 34, the cross section becomes a substantially square shape. The protective translucent plate 34 is formed of transparent glass, acrylic resin, polycarbonate, or the like.

保護用透光板34の表面又は裏面には、表面処理により、微細な凹凸が不均一に形成されてもよい。この表面処理は、例えば、サンドブラスト法を適用することにより容易に行うことができる。保護用透光板34は、照明ユニット8の内部に配置される固体発光素子32などを保護する。また、保護用透光板34は、固体発光素子32から発せられた光を拡散する役目を担う。固体発光素子32から発せられた光は、指向性が強く、局所的に照射される傾向にある。固体発光素子32から発せられた光を表面処理された保護用透光板34により拡散することによって、光の指向性を弱め、広い面積に均一に光を照射することができる。   Fine irregularities may be formed unevenly on the front or back surface of the protective translucent plate 34 by surface treatment. This surface treatment can be easily performed, for example, by applying a sandblast method. The protective translucent plate 34 protects the solid state light emitting element 32 and the like disposed inside the lighting unit 8. Further, the protective translucent plate 34 plays a role of diffusing light emitted from the solid state light emitting device 32. The light emitted from the solid state light emitting element 32 has a strong directivity and tends to be irradiated locally. By diffusing the light emitted from the solid-state light emitting element 32 with the surface-treated protective translucent plate 34, the directivity of the light can be weakened and the light can be irradiated uniformly over a wide area.

ただし、基板33aに実装される固体発光素子32の光路上には微細な凹凸を形成しないことが肝要である。これは、次の理由による。   However, it is important not to form fine irregularities on the optical path of the solid state light emitting device 32 mounted on the substrate 33a. This is due to the following reason.

基板33aに実装される固体発光素子32は可視光通信に供される光を発する。ここで、可視光通信に供するためには、固体発光素子32からの光が、所定の照射範囲に収められることが望ましい。これは可視光通信を行うためには、受光素子で確実に受光できる光強度(光密度)が必要であり、拡散した光では可視光通信を良好に行うことが困難となる可能性がある。そのため、基板33aに搭載される固体発光素子32の光路上には微細な凹凸を形成しない。   The solid state light emitting device 32 mounted on the substrate 33a emits light used for visible light communication. Here, in order to use for visible light communication, it is desirable that the light from the solid state light emitting element 32 be within a predetermined irradiation range. In order to perform visible light communication, light intensity (light density) that can be reliably received by the light receiving element is required, and it may be difficult to perform visible light communication well with diffused light. Therefore, fine irregularities are not formed on the optical path of the solid state light emitting device 32 mounted on the substrate 33a.

基板33は、筐体部31と保護用透光板34とにより形成される中空構造の内側に配置される。なお、基板33は、可視光通信に供される光を発する固体発光素子32が実装される基板33aと、通常の照明用の光を発する固体発光素子32が実装される基板33bの2種類が備えられる。ただし、基板33aと、基板33bとに性能的な差はなく、特に区別の必要がない場合には、単に基板33と記載する。   The substrate 33 is disposed inside a hollow structure formed by the casing portion 31 and the protective translucent plate 34. There are two types of substrates 33: a substrate 33a on which a solid light emitting element 32 that emits light used for visible light communication is mounted, and a substrate 33b on which a solid light emitting element 32 that emits light for normal illumination is mounted. Provided. However, there is no difference in performance between the substrate 33a and the substrate 33b, and when there is no need to distinguish between them, they are simply referred to as the substrate 33.

基板33は、中空構造の内側の保護用透光板34に対向する面の表面に形成される。基板33は、熱伝導率が高い金属(好ましくは、熱伝導率が200W・m-1・K-1以上の金属)により構成される。好ましくは筐体部31と同一材質により構成される。例えば、基板33は、アルミニウムにより構成される。 The board | substrate 33 is formed in the surface of the surface facing the protective translucent board 34 inside a hollow structure. The substrate 33 is made of a metal having a high thermal conductivity (preferably a metal having a thermal conductivity of 200 W · m −1 · K −1 or more). Preferably, the casing 31 is made of the same material. For example, the substrate 33 is made of aluminum.

複数の固体発光素子32は、基板33に配置される。複数の固体発光素子32は、例えば、LEDである。   The plurality of solid state light emitting elements 32 are disposed on the substrate 33. The plurality of solid state light emitting elements 32 are, for example, LEDs.

発明者らは固体発光素子32として、1個当たりの消費電力が1W以上のいわゆるハイパワーLEDであり、表面実装型のLEDを採用した。ハイパワーLEDは、光度が高く照明装置用途に好適である。固体発光素子32の発光色は、昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色などに相当する色が好適である。具体的には、例えば、複数の固体発光素子32は、JISZ9112「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」の4.2「色度範囲」に規定された昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色に相当する光を発光する。なお、以下では、昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色に相当する光をまとめて白色と記載する。   The inventors used so-called high-power LEDs each having a power consumption of 1 W or more as the solid-state light-emitting element 32, and adopted surface-mounted LEDs. The high power LED has a high luminous intensity and is suitable for lighting device applications. The emission color of the solid state light emitting element 32 is preferably a daylight color, a daylight white color, a white color, a warm white color or a color corresponding to a light bulb color. Specifically, for example, the plurality of solid-state light emitting elements 32 include daylight colors, daylight whites, whites, and warm whites defined in 4.2 “Chromaticity Range” of JISZ9112 “Classification by light source color and color rendering of fluorescent lamps”. Or it emits light corresponding to the color of the bulb. Hereinafter, light corresponding to daylight color, daylight white, white, warm white, or light bulb color is collectively referred to as white.

ここで、複数の固体発光素子32のうち、基板33aに実装されるものについては、可視光通信に供するため、変調された直流が供給される。すなわち、基板33aに実装される固体発光素子32の発光は変調されたものとなる。この変調は、例えばインターネット(不図示)から得た情報に基づき行われる。   Here, among the plurality of solid state light emitting elements 32, those mounted on the substrate 33a are supplied with modulated direct current to be used for visible light communication. That is, the light emission of the solid state light emitting device 32 mounted on the substrate 33a is modulated. This modulation is performed based on information obtained from the Internet (not shown), for example.

一方、複数の固体発光素子32のうち、基板33bに実装されるものについては、通常の(変調されない)直流が供給される。基板33a、33bにそれぞれ実装される固体発光素子32の個数は限定されない。照明ユニット8により得たい照明(光)の強度、また可視光通信を実現するに当たり必要な光の強度等に応じて任意に設定してよい。   On the other hand, among the plurality of solid state light emitting devices 32, those mounted on the substrate 33b are supplied with normal (unmodulated) direct current. The number of solid-state light emitting elements 32 mounted on the substrates 33a and 33b is not limited. You may set arbitrarily according to the intensity | strength of the illumination (light) to obtain with the illumination unit 8, the intensity | strength of light required in order to implement | achieve visible light communication, etc.

また、筐体部31と、基板33とは、互いに接触させることが好ましい。なぜならば、筐体部31と基板33との間に、空気が入ることにより、筐体部31と基板33との間の熱伝導が阻害され、このことより効率的な熱処理ができなくなるためである。すなわち、筐体部31と基板33とを同じ材質により構成することにより、筐体部31と基板33との密着性を高めることが好ましい。さらに、プレス加工を行い、密着性をより高めることが好ましい。   Moreover, it is preferable to make the housing | casing part 31 and the board | substrate 33 contact each other. This is because if air enters between the housing part 31 and the substrate 33, heat conduction between the housing part 31 and the substrate 33 is hindered, which makes it impossible to perform more efficient heat treatment. is there. That is, it is preferable to increase the adhesion between the casing 31 and the substrate 33 by configuring the casing 31 and the substrate 33 with the same material. Furthermore, it is preferable to perform press working to further improve the adhesion.

上記プレス加工を行う際には、筐体部31と基板33との間に接着性を有する材料(例えば、接着剤又は基材なしの両面テープなど)(不図示)を挟み込み、両者の密着性を高めることが好ましい。   When performing the press work, a material having adhesiveness (for example, an adhesive or a double-sided tape without a base material) (not shown) is sandwiched between the casing portion 31 and the substrate 33, and the adhesiveness between the two. Is preferably increased.

なお、両面テープを使用する場合には、基材を含まないものを選択することが肝要である。それは、基材は熱伝導率が低いので、筐体部31から基板33への熱伝導が阻害されるためである。   When using a double-sided tape, it is important to select one that does not contain a substrate. This is because the base material has a low thermal conductivity, so that the heat conduction from the casing 31 to the substrate 33 is hindered.

また、基板33を複数個に分割することも好ましい。これは、筐体部31と基板33との線膨張係数が異なる場合において、光源ユニット3の温度が上昇した際に、筐体部31と基板33との密着性が悪化することを防ぐためである。基板33を分割することにより、基板33の1枚あたりの長手方向の長さが短くなる。これにより、基板33の1枚あたりの膨張量が小さくなる。よって、接着性を有する材料で筐体部31と基板33との膨張の違いを吸収しやすくなるので、筐体部31と基板33との密着性を維持しやすくなる。この基板33を分割する手法は、特に光源ユニット3の長手方向の長さが長い場合に有効である。   It is also preferable to divide the substrate 33 into a plurality of pieces. This is to prevent the adhesion between the casing 31 and the substrate 33 from deteriorating when the temperature of the light source unit 3 rises when the linear expansion coefficients of the casing 31 and the substrate 33 are different. is there. By dividing the substrate 33, the length in the longitudinal direction of each substrate 33 is shortened. Thereby, the expansion amount per one board | substrate 33 becomes small. Therefore, it becomes easy to absorb the difference in expansion between the casing portion 31 and the substrate 33 with an adhesive material, so that the adhesion between the casing portion 31 and the substrate 33 can be easily maintained. This method of dividing the substrate 33 is particularly effective when the length of the light source unit 3 in the longitudinal direction is long.

基板33aに実装される固体発光素子32から発せられる光の光路上には、光学素子35が配置される。光学素子35は、例えば集光レンズである。光学素子35による基板33aに実装される固体発光素子32から発せられる光の集光角αは、任意であってよいが、基板33aに実装される固体発光素子32から発せられる光により照射が必要な範囲に併せて決定する。また、光学素子35は、支持体36により所定の位置に固定され、配置される。   An optical element 35 is disposed on the optical path of light emitted from the solid state light emitting element 32 mounted on the substrate 33a. The optical element 35 is, for example, a condenser lens. The condensing angle α of the light emitted from the solid light emitting element 32 mounted on the substrate 33a by the optical element 35 may be arbitrary, but irradiation is required by the light emitted from the solid light emitting element 32 mounted on the substrate 33a. It is decided according to the range. The optical element 35 is fixed and arranged at a predetermined position by the support 36.

図5は、照明ユニット8により実現される照明の模式図である。基板33aに実装される固体発光素子32による照明領域(照射領域)は、領域201である。また照明ユニット8全体での照明領域は、領域202のようになる。このように、基板33aに実装される固体発光素子32による照明領域(照射領域)は、光学素子35、また保護用透光板34において光路上に微細な凹凸を形成しないことの作用により限定される。この領域内では、可視光通信を安定的に行う光強度が実現されている。   FIG. 5 is a schematic diagram of illumination realized by the illumination unit 8. An illumination area (irradiation area) by the solid-state light emitting element 32 mounted on the substrate 33 a is an area 201. An illumination area in the entire illumination unit 8 is an area 202. As described above, the illumination area (irradiation area) by the solid light emitting element 32 mounted on the substrate 33a is limited by the effect of not forming fine irregularities on the optical path in the optical element 35 and the protective translucent plate 34. The In this region, the light intensity for stably performing visible light communication is realized.

受光ユニット4は、筐体部141の内部に、受光素子142が備えられる。また、受光素子142の受光方向には、波長フィルター143が備えられる。受光ユニット4は、基板33aに実装される固体発光素子32からの発光を受光できる位置(図5の領域201内)に設置される。   The light receiving unit 4 includes a light receiving element 142 inside the housing portion 141. A wavelength filter 143 is provided in the light receiving direction of the light receiving element 142. The light receiving unit 4 is installed at a position where the light emitted from the solid light emitting element 32 mounted on the substrate 33a can be received (in the region 201 in FIG. 5).

筐体部141は、断面が略コの字形状に形成される。材質は特に限定されず、樹脂系の材料であってよく、金属系の材料であってもよい。   The casing 141 has a substantially U-shaped cross section. The material is not particularly limited, and may be a resin material or a metal material.

受光素子142は、固体発光素子32(発明者らは、ハイパワーLEDを採用している)のLEDベアチップの発光色(発光波長)に対し感度を有するものである。なおかつ高速通信の可視光通信に対応できる応答速度を有するものである。例えば、通信速度10Mバイト/秒以上に耐えうる応答速度を有するものである。   The light receiving element 142 is sensitive to the emission color (emission wavelength) of the LED bare chip of the solid state light emitting element 32 (the inventors adopt high power LEDs). In addition, it has a response speed that can cope with visible light communication of high-speed communication. For example, it has a response speed that can withstand a communication speed of 10 Mbytes / second or more.

受光素子142にて受光した基板33aに搭載される固体発光素子32からの光(変調された光)は、電気信号に変換される。この電気信号はコンピュータ(不図示)などに送られ復調される。これにより、可視光通信が実現される。   The light (modulated light) from the solid light emitting element 32 mounted on the substrate 33a received by the light receiving element 142 is converted into an electrical signal. This electrical signal is sent to a computer (not shown) and demodulated. Thereby, visible light communication is realized.

波長フィルター143は、本発明のフィルター部に相当し、固体発光素子32(発明者らは、ハイパワーLEDを採用している)のLEDベアチップ(本発明の素子部に相当する)の発光波長の少なくとも一部の成分を透過し、かつ蛍光体(本発明の蛍光体部に相当する)からの発光波長を透過させないフィルターである。   The wavelength filter 143 corresponds to the filter part of the present invention, and the emission wavelength of the LED bare chip (corresponding to the element part of the present invention) of the solid light emitting element 32 (the inventors adopt a high power LED). It is a filter that transmits at least a part of components and does not transmit the emission wavelength from the phosphor (corresponding to the phosphor portion of the present invention).

ここで、固体発光素子32としては、上記のようにハイパワーLEDを採用している。白色発光のハイパワーLEDは、一般的に青色発光のLEDベアチップ(GaN系LEDベアチップ)の発光方向に黄色蛍光体(YAG系蛍光体)を配置することにより構成される。すなわち、白色発光のハイパワーLEDは、青色発光のLEDベアチップからの青色の光と、前記青色の光により励起された黄色蛍光体から発光される光とが混合することにより、擬似白色を発光している。図6Aは、このことを模式的に示すものである。図6Aは横軸に波長、縦軸に発光強度を相対値で表している。   Here, as the solid-state light emitting element 32, a high power LED is employed as described above. High-power LEDs that emit white light are generally configured by disposing yellow phosphors (YAG phosphors) in the light emission direction of LED bare chips that emit blue light (GaN-based LED bare chips). That is, a white light emitting high power LED emits pseudo white light by mixing blue light from a blue light emitting LED bare chip and light emitted from a yellow phosphor excited by the blue light. ing. FIG. 6A schematically illustrates this. In FIG. 6A, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents emission intensity as a relative value.

図6A(a)は、青色発光のLEDベアチップの発光波長の分布、同図(b)は、黄色蛍光体からの発光波長の分布、同図(c)は、白色発光のハイパワーLEDの発光波長の分布を示している。なお、図6A(a)の青色発光のLEDベアチップの発光波長域は、本発明の第1の波長領域に相当し、同図(b)の黄色蛍光体からの発光波長域は、本発明の第2の波長領域に相当する。   FIG. 6A (a) shows the emission wavelength distribution of a blue light emitting LED bare chip, FIG. 6 (b) shows the emission wavelength distribution from a yellow phosphor, and FIG. 6 (c) shows the light emission of a white light emitting high power LED. The wavelength distribution is shown. The light emission wavelength region of the blue light emitting LED bare chip in FIG. 6A (a) corresponds to the first wavelength region of the present invention, and the light emission wavelength region from the yellow phosphor in FIG. This corresponds to the second wavelength region.

このように、黄色蛍光体からの発光波長には、波長470[nm]以下の波長成分は含まれていない。したがって、波長470[nm]以下の波長成分のみを透過するよう波長フィルター143を構成する。例えば図6Bのような、光透過特性のフィルターを波長フィルター143として構成する。   Thus, the wavelength component of wavelength 470 [nm] or less is not included in the emission wavelength from the yellow phosphor. Therefore, the wavelength filter 143 is configured to transmit only the wavelength component having a wavelength of 470 [nm] or less. For example, a filter having light transmission characteristics as shown in FIG. 6B is configured as the wavelength filter 143.

図6Bは、波長フィルター143の一例であって、横軸に波長、縦軸に光透過率を示している。この図にあるように、波長470[nm]以上の光については、光透過率が略0[%]である。すなわち、波長フィルター143は、波長470[nm]以上の光を透過させない。   FIG. 6B is an example of the wavelength filter 143, in which the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the light transmittance. As shown in this figure, the light transmittance is about 0 [%] for light having a wavelength of 470 [nm] or more. That is, the wavelength filter 143 does not transmit light having a wavelength of 470 [nm] or more.

ここで、LEDベアチップからの発光波長には、470[nm]以下の光も十分な強度で含まれている。波長フィルター143は、波長470[nm]以下の光に対しては、図6Bに示す一例にもあるとおり、透過させる機能を有する。以上のことにより、青色発光のLEDベアチップからの発光のみを受光素子142に受光させることができる。   Here, the light emission wavelength from the LED bare chip includes light of 470 [nm] or less with sufficient intensity. The wavelength filter 143 has a function of transmitting light having a wavelength of 470 [nm] or less as in the example shown in FIG. 6B. As described above, only the light emitted from the LED bare chip emitting blue light can be received by the light receiving element 142.

ここで、黄色蛍光体の応答速度は、青色発光のLEDベアチップのそれに対して遅いことが知られている。それ故、従来、LEDから発せられる光を利用して可視光通信システムを構成する場合において、通信速度を制限する要因として上記の黄色蛍光体の応答速度の問題が上げられていた。本発明は、その黄色蛍光体の応答速度の問題を解決するものである。   Here, it is known that the response speed of the yellow phosphor is slower than that of the blue light emitting LED bare chip. Therefore, conventionally, in the case where a visible light communication system is configured using light emitted from an LED, the problem of the response speed of the yellow phosphor has been raised as a factor limiting the communication speed. The present invention solves the problem of the response speed of the yellow phosphor.

これは、上記のように波長フィルター143は、白色発光のハイパワーLEDから発せられる発光のうち、青色発光のLEDベアチップの発光成分のうち少なくとも一部を透過する。かつ、黄色蛍光体の発光成分は透過させない。したがって受光素子142には、黄色蛍光体の発光成分は到達せず、青色発光のLEDベアチップからの発光成分のみが到達する。故に、黄色蛍光体の影響が排除され、高速の通信を実現することが可能となる。   As described above, the wavelength filter 143 transmits at least a part of the light emission component of the blue light emitting LED bare chip among the light emitted from the white light emitting high power LED. In addition, the light emitting component of the yellow phosphor is not transmitted. Therefore, the light emitting component of the yellow phosphor does not reach the light receiving element 142, and only the light emitting component from the blue LED bare chip reaches. Therefore, the influence of the yellow phosphor is eliminated, and high-speed communication can be realized.

ここで、本発明の可視光通信システム1に係る照明ユニット8については、固体発光素子32、具体的にはハイパワーLEDを使用した照明ユニットである。LEDの特徴の一つとして、蛍光灯などのほかの光源と比較して大幅に長寿命であることがあげられる。   Here, about the illumination unit 8 which concerns on the visible light communication system 1 of this invention, it is the illumination unit using the solid light emitting element 32, specifically, high power LED. One feature of LEDs is that they have a significantly longer life than other light sources such as fluorescent lamps.

そのため、LEDを使用した照明ユニット8には、当然に長期間にわたる安定性(メインテナンスフリー)が求められる。したがって照明ユニット8の構成要素である電源装置2も長期間にわたる安定性を有する構成としなければならない。   For this reason, the lighting unit 8 using LEDs is naturally required to have long-term stability (maintenance-free). Therefore, the power supply device 2 that is a component of the lighting unit 8 must also be configured to have stability over a long period of time.

以下では、この電源装置2を中心に照明ユニット8に関して詳細に説明する。図7は、本発明の照明ユニット8の機能ブロック図である。   Below, it demonstrates in detail regarding the illumination unit 8 centering on this power supply device 2. FIG. FIG. 7 is a functional block diagram of the lighting unit 8 of the present invention.

照明ユニット8は、交流の電源を利用し複数の固体発光素子を発光させることにより照明する照明装置であって、整流部42と、測定部43と、選択部44と、検出部45と、マイコンユニット46と、発光部47とを備え構成される。   The illuminating unit 8 is an illuminating device that illuminates by emitting a plurality of solid state light emitting elements using an AC power source, and includes a rectifying unit 42, a measuring unit 43, a selecting unit 44, a detecting unit 45, and a microcomputer. A unit 46 and a light emitting unit 47 are provided.

照明ユニット8は、外部の電源である商用電源41から供給される交流の電源を利用して、単数あるいは複数の固体発光素子から構成される発光部47に直流を供給し、固体発光素子を発光させる。   The lighting unit 8 supplies direct current to a light emitting unit 47 composed of one or a plurality of solid state light emitting elements using an alternating current power source supplied from a commercial power source 41 which is an external power source, and emits solid state light emitting elements. Let

商用電源41は、本発明に係る交流の電源に相当する。具体的には、一般家庭、事業所などに電力会社から供給され、照明ユニット8に交流を供給する電源である。   The commercial power source 41 corresponds to an AC power source according to the present invention. Specifically, it is a power source that is supplied from an electric power company to ordinary households, offices, etc., and supplies alternating current to the lighting unit 8.

整流部42は、本発明に係る変換手段に相当し、前記電源の正弦波の電圧を脈流に変換する。具体的には、商用電源41から供給された交流電圧を全波整流し、全波整流波形を測定部43へ出力する。   The rectification unit 42 corresponds to the conversion means according to the present invention, and converts the voltage of the sine wave of the power source into a pulsating flow. Specifically, the AC voltage supplied from the commercial power supply 41 is full-wave rectified, and the full-wave rectified waveform is output to the measurement unit 43.

測定部43は、本発明の指定手段の一部を構成する。脈流の電流値(瞬時値)を検知する。検知した脈流の電流値はマイコンユニット46に送られる。   The measuring unit 43 constitutes a part of the specifying unit of the present invention. The current value (instantaneous value) of the pulsating current is detected. The detected pulsating current value is sent to the microcomputer unit 46.

選択部44は、本発明に係る選択手段に相当し、前記整流部42から出力される脈流を通過させるオン時間と前記脈流を通過させないオフ時間(以下、デューティ比と記載)を選択する。このことにより、デューティ比を制御された脈流の電圧を生成する。具体的には、整流部42から出力され、測定部43を通過した全波整流波形を、所定の時間間隔で分割する。この分割された全波整流波形を、上記所定の時間間隔の各期間内でパルス状波形の電圧にする。このデューティ比の制御については、マイコンユニット46からの指示に基づく。   The selection unit 44 corresponds to selection means according to the present invention, and selects an ON time during which the pulsating flow output from the rectifying unit 42 is allowed to pass and an OFF time during which the pulsating flow is not allowed to pass (hereinafter referred to as a duty ratio). . Thus, a pulsating voltage with a controlled duty ratio is generated. Specifically, the full-wave rectified waveform output from the rectification unit 42 and passed through the measurement unit 43 is divided at predetermined time intervals. The divided full-wave rectified waveform is converted into a pulse-shaped waveform voltage within each period of the predetermined time interval. The control of the duty ratio is based on an instruction from the microcomputer unit 46.

デューティ比を制御された脈流の電圧は、選択部44が備える複数の変圧器のうち、1つの変圧器において変圧され出力される。   The voltage of the pulsating current whose duty ratio is controlled is transformed and output by one transformer among the plurality of transformers included in the selection unit 44.

ここで、複数の変圧器のうち、変圧を行う1つの変圧器の指定は、整流部42より出力される脈流の任意の時刻における電圧値(瞬時値)に応じて、マイコンユニット46が行う。   Here, among the plurality of transformers, the designation of one transformer to perform the transformation is performed by the microcomputer unit 46 according to the voltage value (instantaneous value) at an arbitrary time of the pulsating current output from the rectifier 42. .

また、選択部44が備える複数の変圧器とは、任意の変圧器の1次側と、2次側との巻線の比率(以下、巻線比と記載)が、所定の変圧器の巻線比と異なる。すなわち、選択部44が具備する変圧器は全て巻線比が異なる。   In addition, the plurality of transformers included in the selection unit 44 means that the winding ratio (hereinafter referred to as winding ratio) between the primary side and the secondary side of an arbitrary transformer is a predetermined transformer winding. Different from line ratio. That is, all the transformers included in the selection unit 44 have different winding ratios.

変圧器は、巻線比に応じて1次側に送られた電圧を、2次側に変圧し出力する。したがって、全ての変圧器の巻線比が異なるということは、全ての変圧器において異なる変圧比の変圧が行われる。   The transformer transforms the voltage sent to the primary side according to the winding ratio to the secondary side and outputs it. Therefore, the fact that all the transformers have different winding ratios means that all transformers are transformed with different transformation ratios.

このように巻線比が異なる変圧器を複数備える理由は、電源効率を高め、かつ高調波の発生を抑えるためである。詳細は後ほど述べることとする。   The reason why a plurality of transformers having different winding ratios is provided is to increase power supply efficiency and suppress generation of harmonics. Details will be described later.

検出部45は、電源装置2により直流が供給されて駆動されている状態での発光部47の動作点を検出する。ここで、動作点とは、発光部47を構成する固体発光素子32に電流を流した際に発生する順方向電圧の積、すなわち、(電流)×(順方向電圧)の積により算出される。   The detection unit 45 detects the operating point of the light emitting unit 47 in a state where the power supply device 2 is driven by being supplied with direct current. Here, the operating point is calculated by a product of forward voltages generated when a current is passed through the solid state light emitting device 32 constituting the light emitting unit 47, that is, a product of (current) × (forward voltage). .

マイコンユニット46は、本発明の指定手段と、指示手段(一部)に相当する。
マイコンユニット46は、まず指示手段として、整流部42より出力される脈流の電圧値(瞬時値)に応じて、選択部44が具備する変圧器のうち1つを指示し、変圧を行わせる。
The microcomputer unit 46 corresponds to a designation unit and an instruction unit (part) of the present invention.
First, the microcomputer unit 46 instructs one of the transformers included in the selection unit 44 according to the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current output from the rectification unit 42 as instruction means, and performs the transformation. .

また、指示手段の一部として、測定部43が検知した脈流の電流値(瞬時値)を読み取り、所定期間内の平均電流を測定する。その期間内の平均電流より、測定部43を流れると推定される電流の波形(以下、推定波形と記載)を求める。   Further, as part of the instruction unit, the current value (instantaneous value) of the pulsating flow detected by the measurement unit 43 is read, and the average current within a predetermined period is measured. From the average current within the period, a waveform of current estimated to flow through the measurement unit 43 (hereinafter referred to as an estimated waveform) is obtained.

なお、前記平均電流を求める所定期間は、商用電源41の周期(周波数の逆数)の1/2に相当する期間より長いことが望ましい。これは、測定部43を流れる電流は、商用電源41を全波整流したものであり、事実上、商用電源41に対して2倍の周波数(1/2の周期)で波形が繰り返される。よって、所望の平均電流を求めるためには、商用電源41の周期の1/2に相当する期間が必要である。   The predetermined period for obtaining the average current is preferably longer than a period corresponding to ½ of the period of the commercial power supply 41 (the reciprocal of the frequency). This is because the current flowing through the measurement unit 43 is obtained by full-wave rectification of the commercial power supply 41, and the waveform is practically repeated at a frequency twice that of the commercial power supply 41 (1/2 period). Therefore, in order to obtain a desired average current, a period corresponding to ½ of the cycle of the commercial power supply 41 is required.

推定波形を求めた上で、現時点での測定部43にて検知した脈流の電流値(瞬時値)と、推定波形に基づく現時点における脈流の推定電流値(瞬時値)とを比較する。   After obtaining the estimated waveform, the current value (instantaneous value) of the pulsating current detected by the measurement unit 43 at the present time is compared with the estimated current value (instantaneous value) of the pulsating current based on the estimated waveform.

比較結果に基づき、選択部44にデューティ比を指定する。すなわち、推定電流値(瞬時値)に対し、測定部43で検知した脈流の電流値(瞬時値)のほうが大きければ、直前のデューティ比に対し、低いデューティ比を選択部44に指示する。   Based on the comparison result, the duty ratio is designated in the selector 44. That is, if the current value (instantaneous value) of the pulsating flow detected by the measurement unit 43 is larger than the estimated current value (instantaneous value), the selection unit 44 is instructed to have a lower duty ratio than the previous duty ratio.

また、推定電流値(瞬時値)に対し、測定部43で検知した脈流の電流値(瞬時値)のほうが小さければ、直前のデューティ比に対し、高いデューティ比を選択部44に指示する。   If the current value (instantaneous value) of the pulsating flow detected by the measurement unit 43 is smaller than the estimated current value (instantaneous value), the selection unit 44 is instructed to have a higher duty ratio than the previous duty ratio.

指示手段として、選択部44に対しデューティ比を指定する別の方法は次の通りである。   As an instruction means, another method for designating the duty ratio to the selection unit 44 is as follows.

まず、検出部45により検出された動作点と、予めマイコンユニット46内に設定されている基準となる動作点(以下、基準動作点と記載)とに基づき、発光部47の目標とする動作点(以下、目標動作点と記載)を決定する。その上で、マイコンユニット46は、その目標動作点を実現すべく選択部44にデューティ比を指示する。   First, based on the operating point detected by the detecting unit 45 and a reference operating point set in advance in the microcomputer unit 46 (hereinafter referred to as a reference operating point), the target operating point of the light emitting unit 47 is set. (Hereinafter referred to as the target operating point) is determined. Then, the microcomputer unit 46 instructs the selection unit 44 on the duty ratio so as to realize the target operating point.

発光部47は、本発明に係る光源ユニット3に相当し、前記複数の固体発光素子32を発光する。すなわち、単数または複数の固体発光素子32を備える。固体発光素子32は、例えば、LEDである。   The light emitting unit 47 corresponds to the light source unit 3 according to the present invention, and emits the plurality of solid state light emitting elements 32. That is, one or a plurality of solid state light emitting elements 32 are provided. The solid light emitting element 32 is, for example, an LED.

ここで、発光部47は、可視光通信に供される基板33aに実装される固体発光素子32からなる発光部47aと、可視光通信に供される基板33bに実装される固体発光素子32からなる発光部47bとにより構成される。   Here, the light emitting unit 47 includes a light emitting unit 47a including a solid light emitting element 32 mounted on a substrate 33a provided for visible light communication, and a solid light emitting element 32 mounted on a substrate 33b provided for visible light communication. And the light emitting unit 47b.

発光部47aに直流を供給する場合には、検出部45との間に変調部(不図示)が設けられ、インターネット等から得られる情報に基づき変調が行われる。   When direct current is supplied to the light emitting unit 47a, a modulation unit (not shown) is provided between the light emitting unit 47a and modulation is performed based on information obtained from the Internet or the like.

図8は、照明ユニット8の概略回路構成を示す図である。
図7で示した照明ユニット8は、図8のような概略回路図の構成をとることで実現することができる。なお、発光部47の構成要素である発光部47aと検出部45との間に備えられる変調部(不図示)は省略している。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic circuit configuration of the illumination unit 8.
The illumination unit 8 shown in FIG. 7 can be realized by taking the configuration of a schematic circuit diagram as shown in FIG. A modulation unit (not shown) provided between the light emitting unit 47a and the detection unit 45, which are components of the light emitting unit 47, is omitted.

整流部42は、インダクター51とインダクター52と、コンデンサ53と、ダイオードブリッジ54とより構成される。   The rectifying unit 42 includes an inductor 51, an inductor 52, a capacitor 53, and a diode bridge 54.

インダクター51とインダクター52とコンデンサ53とは、外部よりの擾乱から保護する保護回路である。したがって、コンデンサ53は、平滑コンデンサではない。ところで、平滑コンデンサは容量が大きいことが要求される。そのため、通常電解コンデンサが用いられる。しかしながら、このタイプのコンデンサは大きさ及び寿命等に問題がある。   The inductor 51, the inductor 52, and the capacitor 53 are protection circuits that protect against external disturbances. Therefore, the capacitor 53 is not a smoothing capacitor. By the way, the smoothing capacitor is required to have a large capacity. Therefore, an ordinary electrolytic capacitor is used. However, this type of capacitor has problems in size and life.

コンデンサ53は、上述したように外部よりの擾乱から、照明ユニット8を保護することを目的としており、容量は小さくてよい。故に、例えば、セラミックコンデンサ等の小型で長寿命のコンデンサを用いる。   The capacitor 53 is intended to protect the lighting unit 8 from external disturbance as described above, and may have a small capacity. Therefore, for example, a small and long-life capacitor such as a ceramic capacitor is used.

ダイオードブリッジ54は、交流を全波整流して出力する全波整流器である
図9は、交流を整流するダイオードブリッジの出力波形を説明する図である。
The diode bridge 54 is a full-wave rectifier that outputs a full-wave rectified alternating current. FIG. 9 is a diagram illustrating an output waveform of the diode bridge that rectifies the alternating current.

ダイオードブリッジ54は、図9(a)に示すような交流波形を整流し、図9(b)のような全波整流波形を形成し出力する。   The diode bridge 54 rectifies an AC waveform as shown in FIG. 9A, and forms and outputs a full-wave rectified waveform as shown in FIG. 9B.

測定部43は、抵抗55より構成される。ダイオードブリッジ54から出力される脈流の電流値を検知する。検知した電流値は、コントローラユニット69に通知される。   The measurement unit 43 includes a resistor 55. The pulsating current value output from the diode bridge 54 is detected. The detected current value is notified to the controller unit 69.

選択部44は、ドライバ56と、Field Effect Transistor(以下、FETと記載)57と、ドライバ58と、FET59と、変圧器60と、変圧器61とにより構成される。   The selection unit 44 includes a driver 56, a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) 57, a driver 58, an FET 59, a transformer 60, and a transformer 61.

ここでは、変圧器を2台として構成しているが、3台以上でもよい。変圧器の台数を増やすことにより、電源効率、及び力率をより高めるというメリットがある。ただし、変圧器の台数を増やすことにより、電源装置2の体積が大きくなるというデメリットがある。   Here, although two transformers are configured, three or more transformers may be used. By increasing the number of transformers, there is a merit that the power efficiency and the power factor are further increased. However, there is a demerit that the volume of the power supply device 2 is increased by increasing the number of transformers.

発明者らの実験によれば、変圧器を2台とすることで、所望の電源効率、及び力率を得ることができることを確認しており、電源装置2の体積の問題も加味し、ここでは変圧器を2個とした。   According to the experiments by the inventors, it has been confirmed that the desired power supply efficiency and power factor can be obtained by using two transformers. Then, there were two transformers.

また、変圧器は、1次コイル側にセンタータップが付加されたタイプを用いてもよい。1次側コイルにセンタータップが付加された変圧器は、1次側コイルのセンタータップを中心とした2つの部分を交互に使用することにより、変圧器のコアが不要に磁化されることを防ぐことができる。よって、変圧器の信頼性を高めることが可能となり、電源装置2の長寿命化にも寄与できるという効果がある。   Further, the transformer may be a type in which a center tap is added to the primary coil side. The transformer with the center tap added to the primary coil prevents the transformer core from being unnecessarily magnetized by alternately using two parts centered on the center tap of the primary coil. be able to. Therefore, it is possible to increase the reliability of the transformer, and there is an effect that it is possible to contribute to extending the life of the power supply device 2.

ここで、変圧器を3台以上、或いは変圧器として1次コイル側にセンタータップが付加されたタイプを使用するときは、それに応じてドライバ、及びFETも更に必要になることは言うまでもない。   Here, when using three or more transformers or a type in which a center tap is added to the primary coil side as a transformer, it goes without saying that drivers and FETs are further required accordingly.

選択部44に対しては、コントローラユニット69が、変圧を行う変圧器を指定する。これは、任意の時刻において変圧を行う変圧器は、変圧器60、又は変圧器61の何れか1つであるためである。   For the selection unit 44, the controller unit 69 designates a transformer that performs transformation. This is because the transformer that performs the transformation at an arbitrary time is any one of the transformer 60 and the transformer 61.

変圧を行う変圧器(変圧器60、変圧器61の何れか)側のドライバ(ドライバ56、ドライバ58の何れか)には、コントローラユニット69より、実現すべきデューティ比を指示する制御信号が送られる。   The controller unit 69 sends a control signal instructing the duty ratio to be realized to the driver (any one of the driver 56 and 58) on the side of the transformer (either the transformer 60 or 61) that performs the transformation. It is done.

制御信号が送れられたドライバ(ドライバ56、ドライバ58の何れか)においては、それに接続されるFET(FET57、FET59の何れか)に対しドライブ信号を生成する。   The driver (either driver 56 or driver 58) to which the control signal is sent generates a drive signal for the FET (FET 57 or FET 59) connected to the driver.

FET(FET57、FET59の何れか)は、脈流(全波整流波形)の通過/非通過を選択することにより、コントローラユニット69から指示されるデューティ比のパルス状の脈流(パルス状波形)を生成する。FET(FET57、FET59の何れか)は、このパルス状の脈流を、接続される変圧器(変圧器60、変圧器61の何れか)の1次側に供給する。   The FET (either FET 57 or FET 59) selects a pulsating flow (full-wave rectified waveform) through / non-passing, whereby a pulsed pulsating flow (pulse-shaped waveform) with a duty ratio instructed from the controller unit 69. Is generated. The FET (either FET 57 or FET 59) supplies this pulsating pulsating current to the primary side of the connected transformer (any one of the transformer 60 and the transformer 61).

変圧器(変圧器60、変圧器61の何れか)は、接続されるFET(FET57、FET59の何れか)より1次側に供給されたパルス状の脈流を変圧し、その2次側に出力する。   The transformer (any one of the transformer 60 and the transformer 61) transforms the pulsed pulsating current supplied to the primary side from the connected FET (any one of the FET 57 and FET 59), and the secondary side thereof is transformed. Output.

ここで、変圧器60、及び変圧器61は、互いに巻線比が異なる。巻線比は、2次側の巻線数/1次側の巻線数であり、変圧比は巻線比と同じ数値となる。ここでいう変圧比とは、変圧器の1次側への入力電圧を分母、2次側の出力電圧を分子としたものである。   Here, the transformer 60 and the transformer 61 have different winding ratios. The winding ratio is the number of secondary windings / the number of primary windings, and the transformation ratio is the same value as the winding ratio. The transformation ratio here refers to the input voltage to the primary side of the transformer as the denominator and the output voltage on the secondary side as the numerator.

変圧器60の巻線比を1/nとすれば、変圧器61の巻線比は1/mであり、nとmの関係は、n>mである。すなわち変圧器60の巻線比は、変圧器61の巻線比より小さい。したがって、変圧比についても、変圧器60の変圧比は、変圧器61の変圧比より小さい。   If the winding ratio of the transformer 60 is 1 / n, the winding ratio of the transformer 61 is 1 / m, and the relationship between n and m is n> m. That is, the turns ratio of the transformer 60 is smaller than the turns ratio of the transformer 61. Therefore, the transformation ratio of the transformer 60 is also smaller than the transformation ratio of the transformer 61.

なお、発明者の試験においては、変圧器60の巻線比は、1:0.4であり、変圧器61の巻線比は1:1が最適であった。この場合において、変圧器60が行う変圧は降圧であり、変圧器61が行う変圧は、等倍の変圧(すなわち、1次側と、2次側とを絶縁する作用のみ)である。   In the inventor's test, the winding ratio of the transformer 60 was 1: 0.4, and the winding ratio of the transformer 61 was 1: 1. In this case, the transformation performed by the transformer 60 is a step-down voltage, and the transformation performed by the transformer 61 is an equal magnification transformation (that is, only the action of insulating the primary side and the secondary side).

また、上記のように、変圧器60と、変圧器61とは同時に動作させず、脈流の電圧値が所定の閾値より高い場合には、変圧器60をコントローラユニット69が指定し、変圧器60において降圧が行われる。   Further, as described above, when the transformer 60 and the transformer 61 are not operated at the same time and the voltage value of the pulsating current is higher than a predetermined threshold value, the controller unit 69 designates the transformer 60 and the transformer 60 At 60, a step-down is performed.

一方、脈流の電圧が所定の閾値より低い場合には、変圧器61をコントローラユニット69が指定し、変圧器61において昇圧が行われる。   On the other hand, when the voltage of the pulsating current is lower than a predetermined threshold, the controller unit 69 designates the transformer 61 and the transformer 61 performs boosting.

このようにすることにより、電源効率を高め、かつ力率の向上を図ることが可能となる。   By doing in this way, it becomes possible to improve power supply efficiency and to improve a power factor.

検出部45は、ダイオード62と、ダイオード63と、コンデンサ64と、抵抗65と、抵抗66とにより構成される。   The detection unit 45 includes a diode 62, a diode 63, a capacitor 64, a resistor 65, and a resistor 66.

選択部44における変圧器(変圧器60、変圧器61の何れか)から出力されるパルス状の波形をダイオード62と、ダイオード63と、コンデンサ64とからの回路素子により平滑化(ノイズ除去)する。ここでコンデンサ64は、容量の小さいコンデンサでよく、電解コンデンサではない。   The pulse waveform output from the transformer (either one of the transformer 60 and the transformer 61) in the selection unit 44 is smoothed (noise removed) by the circuit elements from the diode 62, the diode 63, and the capacitor 64. . Here, the capacitor 64 may be a capacitor having a small capacity, not an electrolytic capacitor.

上記平滑化された、変圧器(変圧器60、変圧器61の何れか)から出力されるパルス状の波形は、発光部47に供給される。   The smoothed pulse-like waveform output from the transformer (any one of the transformer 60 and the transformer 61) is supplied to the light emitting unit 47.

この際、抵抗65により発光部47に流れる電流を検出し、抵抗66により発光部47の順方向電圧を検出することができる。抵抗65および抵抗66により検出された電流値および電圧値の情報は、コントローラユニット69に送られる。   At this time, the current flowing through the light emitting unit 47 can be detected by the resistor 65, and the forward voltage of the light emitting unit 47 can be detected by the resistor 66. Information on the current value and the voltage value detected by the resistor 65 and the resistor 66 is sent to the controller unit 69.

マイコンユニット46は、コントローラユニット69、電源部101により構成される。   The microcomputer unit 46 includes a controller unit 69 and a power supply unit 101.

電源部101は、変圧器67と、ダイオード68とにより構成される。商用電源41から供給された交流を、変圧器67と、ダイオード68とを用いて直流化し、コントローラユニット69に直流を供給する。ここで、変圧器67は、変圧器60、及び変圧器61と別の個体であって各々独立したものである。   The power supply unit 101 includes a transformer 67 and a diode 68. The alternating current supplied from the commercial power supply 41 is converted into a direct current using the transformer 67 and the diode 68 and supplied to the controller unit 69. Here, the transformer 67 is separate from the transformer 60 and the transformer 61 and is independent of each other.

したがって、電源部101は、発光部47に直流を供給する電源装置2の回路素子とは絶縁されている。   Therefore, the power supply unit 101 is insulated from the circuit elements of the power supply device 2 that supplies direct current to the light emitting unit 47.

コントローラユニット69は、主に次の3つの機能を有する。
まず1つ目として、コントローラユニット69は、商用電源41の電圧値をモニターし、これに基づき、現時点でのダイオードブリッジ54が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値(瞬時値)を推定する。
The controller unit 69 mainly has the following three functions.
First, the controller unit 69 monitors the voltage value of the commercial power supply 41, and based on this, the current voltage value (instantaneous value) of the pulsating current output by the diode bridge 54 by full-wave rectifying the alternating current. Is estimated.

なお、ダイオードブリッジ54が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値(瞬時値)は、端子A、A’間に抵抗(不図示)を挿入することなどを行ったうえで、その値をコントローラユニット69で読み取ってもよい。   The voltage value (instantaneous value) of the pulsating current output by the diode bridge 54 after full-wave rectification of alternating current is obtained by inserting a resistor (not shown) between the terminals A and A ′. The value may be read by the controller unit 69.

コントローラユニット69は、この推定、若しくは読み取った脈流の電圧値(現時点での瞬時値)に基づき、ドライバ56、またはドライバ58に対し、実現すべきデューティ比を指示する制御信号を送る。   The controller unit 69 sends a control signal indicating a duty ratio to be realized to the driver 56 or 58 based on the estimated or read voltage value (instantaneous value at the present time) of the pulsating current.

具体的には、予め内部メモリ(不図示)に記録された脈流の電圧が所定の閾値(この閾値は、発光部47の構成(順方向電圧等)、及び変圧器61の巻線比等に依存する)と、現時点での脈流の電圧値(瞬時値)とを比較する。   Specifically, the voltage of the pulsating current recorded in the internal memory (not shown) in advance is a predetermined threshold (this threshold is the configuration of the light emitting unit 47 (forward voltage, etc.), the winding ratio of the transformer 61, etc. And the voltage value (instantaneous value) of the current pulsating current are compared.

コントローラユニット69は、脈流の電圧値(瞬時値)のほうが高い場合には、ドライバ56に制御信号を送る。また、脈流の電圧値(瞬時値)のほうが低い場合には、ドライバ58に制御信号を送る。   The controller unit 69 sends a control signal to the driver 56 when the voltage value (instantaneous value) of the pulsating flow is higher. If the pulsating voltage value (instantaneous value) is lower, a control signal is sent to the driver 58.

制御信号を送られなかったドライバは動作せず、故にそのドライバ側の変圧器は変圧を行わない。したがって、変圧器60、及び変圧器61は、互いに同時には変圧を行わない。   A driver that has not been sent a control signal does not operate, so the transformer on the driver side does not transform. Therefore, the transformer 60 and the transformer 61 do not transform at the same time.

ここで、前述のように変圧器60の変圧比は、変圧器61の変圧比より小さい。また、上記のような基準によりドライバ56、又はドライバ58の何れかに制御信号を送る。したがって、脈流の電圧値(瞬時値)が閾値より高い場合には、変圧器60で変圧(変圧比の小さい変圧)が行われる。一方、脈流の電圧値(瞬時値)のほうが低い場合には、変圧器61で変圧(変圧比の大きい変圧)が行われる。   Here, as described above, the transformation ratio of the transformer 60 is smaller than the transformation ratio of the transformer 61. In addition, a control signal is sent to either the driver 56 or the driver 58 based on the above-described criteria. Therefore, when the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current is higher than the threshold value, the transformer 60 performs transformation (transformation with a small transformation ratio). On the other hand, when the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current is lower, the transformer 61 performs transformation (transformation with a large transformation ratio).

この理由を図10、図11に基づき説明する。図10は、照明ユニット8において、図9(b)に示すダイオードブリッジ54から出力される全波整流波形(脈流の電圧)を変圧器により変圧した場合の変圧器の出力波形(端子B、B’における電圧波形)である。図10(a)は、変圧器60のみを使用した場合の出力波形である。図10(b)は、変圧器61のみを使用した場合の出力波形である。図10(c)は、変圧器60と変圧器61とを使用した場合の出力波形である。   The reason for this will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows the output waveform of the transformer (terminal B, terminal voltage) when the full-wave rectified waveform (pulsating current voltage) output from the diode bridge 54 shown in FIG. B ′ voltage waveform). FIG. 10A shows an output waveform when only the transformer 60 is used. FIG. 10B shows an output waveform when only the transformer 61 is used. FIG. 10C shows an output waveform when the transformer 60 and the transformer 61 are used.

なお、実際には全波整流波形(脈流)をデューティ比制御してから、変圧器60、又は変圧器61に供給されるため、パルス状であるが、ここでは図面を見やすくするため包絡線を表示している。   In practice, the full-wave rectified waveform (pulsating flow) is pulse-shaped because it is supplied to the transformer 60 or the transformer 61 after the duty ratio is controlled. Is displayed.

図11は図10における変圧を行った場合における測定部43を構成する抵抗55を流れる電流である。図11(a)は、図10(a)に対応し、以下も同様である。   FIG. 11 shows the current flowing through the resistor 55 constituting the measuring unit 43 when the transformation in FIG. 10 is performed. FIG. 11A corresponds to FIG. 10A, and the same applies to the following.

まず、変圧器60のみを使用して、変圧を行う場合を述べる。変圧器60は、巻線比が変圧器61より小さく、そのため変圧比も変圧器61より小さくなる。その結果、端子B、B’における電圧波形(変圧器60から出力される電圧波形)は図10(a)に示すように、電圧が低くなる。   First, the case where voltage transformation is performed using only the transformer 60 will be described. The transformer 60 has a winding ratio smaller than that of the transformer 61, so that the transformer ratio is also smaller than that of the transformer 61. As a result, the voltage waveform at the terminals B and B ′ (voltage waveform output from the transformer 60) is low as shown in FIG.

ここで、電源装置2は負荷として発光部47(光源ユニット3)が接続されている。発光部47には、固体発光素子32が、単数若しくは複数備えられている。   Here, the light-emitting unit 47 (light source unit 3) is connected to the power supply device 2 as a load. The light emitting unit 47 includes one or more solid light emitting elements 32.

固体発光素子32には、順方向電圧が存在する。それ故、発光部47にはそれに基づく順方向電圧が存在し、その順方向電圧以上の電圧が印加されなければ、発光部47には電流が流れない。   A forward voltage exists in the solid state light emitting device 32. Therefore, the light emitting unit 47 has a forward voltage based thereon, and no current flows through the light emitting unit 47 unless a voltage higher than the forward voltage is applied.

したがって、変圧器60のみを使用した場合においては、変圧器60からの出力波形図10(a)に示すようになる。この際、順方向電圧を超えない部分においては、抵抗55に電流が流れない。すなわち、図11(a)に示すように、流通角が狭くなってしまう(力率が低くなってしまう)。   Therefore, when only the transformer 60 is used, an output waveform from the transformer 60 is as shown in FIG. At this time, no current flows through the resistor 55 in a portion that does not exceed the forward voltage. That is, as shown to Fig.11 (a), a flow angle will become narrow (a power factor will become low).

次に、変圧器61のみを使用して、変圧を行う場合を述べる。変圧器61は、巻線比が変圧器60より大きく、そのため変圧比も変圧器60より大きくなる。したがって、この場合の端子B、B’における電圧波形は図10(b)に示すとおりとなり、図10(a)と比較して高い電圧となる。そのため、光源ユニット3(発光部47)の順方向電圧を超える領域が広くなる。このことは、図11(b)に示すように流通角を広げることに寄与する。すなわち、力率が向上する。   Next, a case where voltage transformation is performed using only the transformer 61 will be described. The transformer 61 has a winding ratio larger than that of the transformer 60, and therefore the transformation ratio is also larger than that of the transformer 60. Accordingly, the voltage waveform at the terminals B and B 'in this case is as shown in FIG. 10B, which is higher than that in FIG. Therefore, a region exceeding the forward voltage of the light source unit 3 (light emitting unit 47) is widened. This contributes to widening the flow angle as shown in FIG. That is, the power factor is improved.

次に、本発明の変圧器60と、変圧器61とにより変圧を行った場合を説明する。図10(c)は、本発明の変圧器60と、変圧器61の動作方法を実施した場合の端子B、B’における電圧波形である。   Next, the case where voltage transformation is performed by the transformer 60 and the transformer 61 of the present invention will be described. FIG. 10C shows voltage waveforms at terminals B and B ′ when the operation method of the transformer 60 and the transformer 61 of the present invention is implemented.

本発明においては、図9(b)に示す全波整流波形(脈流)の電圧(瞬時値)が、コントローラユニット69の内部メモリ(不図示)に記録された閾値より高い場合は、変圧器60により変圧を行い、逆に閾値より低い場合には変圧器61により変圧を行う。   In the present invention, when the voltage (instantaneous value) of the full-wave rectified waveform (pulsating flow) shown in FIG. 9B is higher than the threshold value recorded in the internal memory (not shown) of the controller unit 69, the transformer If the voltage is lower than the threshold value, the voltage is changed by the transformer 61.

したがって、この場合の端子B、B’における電圧波形は、図10(c)に示すように、図9(b)に示す全波整流波形(脈流)の電圧(瞬時値)が低い部分に対応する部分のみが、持ちあげられたかのような、略台形形状の波形となる。   Accordingly, the voltage waveform at the terminals B and B ′ in this case is a portion where the voltage (instantaneous value) of the full-wave rectified waveform (pulsating flow) shown in FIG. 9B is low, as shown in FIG. Only the corresponding part has a substantially trapezoidal waveform as if it was lifted.

したがって、全波整流波形(脈流)の電圧(瞬時値)が低い部分においても、昇圧(または、等倍の変圧)が行われることにより、変圧器からの出力が、発光部47の順方向電圧を超える領域が広がることになり、流通角が広がることとなる。   Therefore, even when the voltage (instantaneous value) of the full-wave rectified waveform (pulsating flow) is low, boosting (or equal-magnification transformation) is performed, so that the output from the transformer is the forward direction of the light emitting unit 47. The region exceeding the voltage will be expanded, and the distribution angle will be expanded.

このようにすることにより、変圧器60と、変圧器61とを本発明の動作方法をもって使用した場合、流通角が、図11(c)のように図11(a)と比較して広がり、図11(b)と同程度となる。したがって、変圧器61のみを使用した場合と同様に、力率を向上することができる。   By doing in this way, when the transformer 60 and the transformer 61 are used with the operation method of the present invention, the flow angle is widened as compared with FIG. 11A as shown in FIG. This is the same level as in FIG. Therefore, the power factor can be improved as in the case where only the transformer 61 is used.

ここで、本発明にかかる電源装置2において、変圧器61のみではなく、変圧器60と変圧器61とを使用して変圧を行う理由は、電源効率の向上のためである。   Here, in the power supply device 2 according to the present invention, the reason for performing the transformation using not only the transformer 61 but also the transformer 60 and the transformer 61 is to improve the power efficiency.

本発明の動作方法により変圧器60と、変圧器61とを使用して変圧を行った場合の電源効率は、変圧器60のみを使用して変圧を行った場合と電源効率に対して、約10%の改善が、発明者らの試験において明らかとなっている。   The power supply efficiency when performing the transformation using the transformer 60 and the transformer 61 according to the operation method of the present invention is about the same as the case where the transformation is performed using only the transformer 60 and the power supply efficiency. A 10% improvement is evident in the inventors' testing.

ここで、電源効率とは、電源装置2に供給される商用電源41の電力に対する、発光部47に供給される電力の比である。   Here, the power efficiency is the ratio of the power supplied to the light emitting unit 47 to the power of the commercial power supply 41 supplied to the power supply device 2.

力率を改善することを目的として変圧器61を使用することにより変圧を行ったとしても、電源効率が低く問題となる。一方、変圧器60と変圧器61を使用して変圧を行う本発明の場合は、電源効率は、変圧器61のみを使用して変圧を行った場合と比較して、大幅に電源効率が改善される。   Even if the transformer 61 is used for the purpose of improving the power factor, the power supply efficiency is low, which is a problem. On the other hand, in the case of the present invention in which transformation is performed using the transformer 60 and the transformer 61, the power efficiency is greatly improved as compared with the case where the transformation is performed using only the transformer 61. Is done.

したがって、変圧器60と変圧器61を使用して変圧を行う本発明は、力率を向上できるだけでなく、高い電源効率も実現することが可能となる。   Therefore, the present invention that performs transformation using the transformer 60 and the transformer 61 can not only improve the power factor but also realize high power supply efficiency.

固体発光素子32は、上記のように順方向電圧以上の電圧を印加しなければ電流が流れないが、一方で順方向電圧に対しあまりに高い電圧を印加することも好ましいことではない。このようにした場合、固体発光素子32に流れる電流が大きくなり、結果として固体発光素子32の故障につながるリスクもある。   In the solid state light emitting device 32, current does not flow unless a voltage higher than the forward voltage is applied as described above. However, it is not preferable to apply a voltage that is too high with respect to the forward voltage. In such a case, the current flowing through the solid state light emitting device 32 increases, and as a result, there is a risk that the solid state light emitting device 32 may fail.

この観点から見ても、変圧器61のみを使用して変圧を行うことは、固体発光素子32への印加電圧が高くなることにつながり好ましくない。   From this point of view, it is not preferable to perform transformation using only the transformer 61 because the voltage applied to the solid state light emitting element 32 becomes higher.

ここで、特開2003−250272号公報においては、力率を改善したスイッチング電源が開示されている。しかしながら、力率を改善するために平滑コンデンサを使用している。ここで、平滑コンデンサには、高い容量が要求されることが一般的であり、通常電解コンデンサが使用される。   Here, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-250272 discloses a switching power supply with an improved power factor. However, a smoothing capacitor is used to improve the power factor. Here, the smoothing capacitor generally requires a high capacity, and an electrolytic capacitor is usually used.

電解コンデンサは、外気温の上昇等により劣化が進みやすいといわれており、その寿命特性は十分なものでない。したがって、長寿命であるLEDを用いた照明装置内の電源装置に、この電解コンデンサを用いることは不安がある。   It is said that the electrolytic capacitor is likely to be deteriorated due to an increase in the outside air temperature and the life characteristics thereof are not sufficient. Therefore, there is a concern about using this electrolytic capacitor in a power supply device in a lighting device using LEDs having a long life.

したがって、前述のようにLEDを駆動するための電源装置として、特開2003−250272号公報に開示されるスイッチング電源を用いることは困難である。   Therefore, it is difficult to use the switching power supply disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-250272 as the power supply device for driving the LEDs as described above.

一方、照明ユニット8の電源装置2においては、変圧器60と、変圧器61とを使用することにより、力率の改善のみならず、電源効率の高い電源装置を提供することが可能となる。また、平滑コンデンサも使用していない。したがって、本発明にかかる変圧器60と変圧器61とを使用して変圧を行う方法は、非常に技術的価値の高いものである。   On the other hand, in the power supply device 2 of the lighting unit 8, by using the transformer 60 and the transformer 61, it is possible to provide not only an improvement in power factor but also a power supply device with high power supply efficiency. Also, no smoothing capacitor is used. Therefore, the method of performing the transformation using the transformer 60 and the transformer 61 according to the present invention has a very high technical value.

なお、ここで変圧器60の電気容量は、変圧器61の電気容量に対して大きい変圧器を選定するべきである。これは、変圧器60は、脈流の電圧値(瞬時値)が大きい場合に変圧を行うことで、脈流の電圧値が大きいことに伴い、それに流れる電流値(瞬時値)も大きくなるためである。したがって、それに対応できる電気容量を備える変圧器を選定しなければならない。   Here, the transformer 60 should have a larger electric capacity than that of the transformer 61. This is because the transformer 60 performs transformation when the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current is large, and the current value (instantaneous value) flowing therethrough increases as the voltage value of the pulsating current increases. It is. Therefore, it is necessary to select a transformer having an electric capacity that can cope with it.

このようにすることにより、変圧器60の故障を防ぐことができるため、電源装置2の信頼性を向上することができる。   By doing in this way, since the failure of the transformer 60 can be prevented, the reliability of the power supply device 2 can be improved.

一方、変圧器61は、脈流の電圧値(瞬時値)が小さいときに変圧を行う。したがって、それに流れる電流値(瞬時値)は小さくなり、大きな電気容量を持つ変圧器を選定する必要はない。不要に大きな電気容量を持つものを選定することは、変圧器61が大きくなることを意味し、電源装置2の大型化につながる。そのため、適切な変圧器の選定が好ましい。   On the other hand, the transformer 61 performs voltage transformation when the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current is small. Therefore, the current value (instantaneous value) flowing through it becomes small, and there is no need to select a transformer having a large electric capacity. Selecting a capacitor having an unnecessarily large electric capacity means that the transformer 61 becomes large, leading to an increase in the size of the power supply device 2. Therefore, it is preferable to select an appropriate transformer.

コントローラユニット69の2つ目の機能として、測定部43を構成する抵抗55を流れる平均電流(ダイオードブリッジ54から出力される全波整流波形(脈流)の平均電流)を求める。なお、平均電流を求める期間は、商用電源41の周期の1/2に相当する期間より長いことが好ましい。   As a second function of the controller unit 69, an average current (average current of a full-wave rectified waveform (pulsating current) output from the diode bridge 54) flowing through the resistor 55 constituting the measurement unit 43 is obtained. The period for obtaining the average current is preferably longer than the period corresponding to ½ of the cycle of the commercial power supply 41.

この平均電流をもとに、測定部43を流れると推定される推定波形を求める。この推定した波形(推定波形)は、選択部44に対して行うデューティ比の指示に利用する。   Based on this average current, an estimated waveform estimated to flow through the measurement unit 43 is obtained. This estimated waveform (estimated waveform) is used to indicate the duty ratio to the selection unit 44.

コントローラユニット69の3つ目の機能として、制御信号が送られるドライバ(ドライバ56、又はドライバ58の何れか)に対し、デューティ比を指定する。   As a third function of the controller unit 69, a duty ratio is designated for a driver (either driver 56 or driver 58) to which a control signal is sent.

このデューティ比の指定は、抵抗65により検出された発光部47に流れる電流、及び抵抗66により検出された発光部47に印加される電圧より求まる動作点と、基準となる基準動作点とにより求まる目標動作点を実現するために行われる。   The designation of the duty ratio is obtained by an operating point obtained from a current flowing through the light emitting unit 47 detected by the resistor 65 and a voltage applied to the light emitting unit 47 detected by the resistor 66, and a reference operating point serving as a reference. This is done to achieve the target operating point.

ここで、基準動作点は、外部信号受信機や外部入力スイッチ(不図示)、例えば、リモコンにより設定してよい。また、予め、コントローラユニット69の内部メモリ(不図示)に、記憶させておいてもよい。   Here, the reference operating point may be set by an external signal receiver or an external input switch (not shown), for example, a remote controller. Further, it may be stored in advance in an internal memory (not shown) of the controller unit 69.

また、前述の推定波形を利用したデューティ比の指定も行う。これは、測定部43を構成する抵抗55に流れる脈流の現時点での電流値(瞬時値)を検知する。その上で、推定波形に基づき求まる現時点での推定電流値と、前記測定した現時点での電流値(瞬時値)とを比較し、その大小関係に基づきデューティ比の指定を行う。   Also, the duty ratio is specified using the estimated waveform described above. This detects the current value (instantaneous value) of the pulsating current flowing through the resistor 55 constituting the measuring unit 43 at the present time. Then, the estimated current value obtained at the present time based on the estimated waveform is compared with the measured current value (instantaneous value) at the present time, and the duty ratio is designated based on the magnitude relationship.

ここで、電源部101は、変圧器67とダイオード68とから構成され、商用電源41から供給された交流を、変圧器67とダイオード68とを用いて直流化し、コントローラユニット69に直流を供給する。ここで、変圧器60、及び変圧器61と、変圧器67とは別の個体であって各々独立したものである。したがって、電源部101は、発光部47に直流を供給する電源装置2の回路素子とは絶縁されている。   Here, the power supply unit 101 includes a transformer 67 and a diode 68, converts the alternating current supplied from the commercial power supply 41 into direct current using the transformer 67 and the diode 68, and supplies direct current to the controller unit 69. . Here, the transformer 60, the transformer 61, and the transformer 67 are different individuals and are independent of each other. Therefore, the power supply unit 101 is insulated from the circuit elements of the power supply device 2 that supplies direct current to the light emitting unit 47.

また、マイコンユニット46により決定された目標動作点を実現するドライバ56とドライバ58とに対する動作の指示は、コントローラユニット69とドライバ56およびドライバ58とを接続する信号線を介して行われる。ここで、コントローラユニット69とドライバ56およびドライバ58とを接続する信号線は、その途中で、例えば、フォトカプラを用いることで、電気的に絶縁されている。   In addition, an operation instruction to the driver 56 and the driver 58 that realizes the target operation point determined by the microcomputer unit 46 is performed via a signal line that connects the controller unit 69, the driver 56, and the driver 58. Here, the signal line connecting the controller unit 69 to the driver 56 and the driver 58 is electrically insulated by using, for example, a photocoupler in the middle.

以上により、コントローラユニット69と、選択部44等とは、電気的に絶縁されて構成される。このため、例えば、選択部44等において生じたノイズ等が、コントローラユニット69に侵入することを防ぐことが可能である。このことにより、コントローラユニット69が誤動作することが防止され、電源装置2そのものの安全性が向上する。すなわち、照明ユニット8の信頼性が高くなる。   As described above, the controller unit 69 and the selection unit 44 are configured to be electrically insulated. For this reason, for example, noise generated in the selection unit 44 or the like can be prevented from entering the controller unit 69. This prevents the controller unit 69 from malfunctioning and improves the safety of the power supply device 2 itself. That is, the reliability of the lighting unit 8 is increased.

ここで、特開2004−303431号公報記載のバックライト装置内の直流電源については、電源装置2のコントローラユニット69に相当するマイコンが、本発明のFET57、FET59に相当するトランジスタと電気的に絶縁されていない。よって、ノイズ等による誤動作の危険性が危惧される。   Here, regarding the DC power supply in the backlight device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-303431, the microcomputer corresponding to the controller unit 69 of the power supply device 2 is electrically insulated from the transistors corresponding to the FETs 57 and 59 of the present invention. It has not been. Therefore, there is a risk of malfunction due to noise or the like.

しかしながら、本発明の照明ユニット8は、上述したように、コントローラユニット69と、選択部44と、具体的には、FET57およびFET59とが電気的に絶縁されており、ノイズによる誤動作の危険性を低減し、照明ユニット8の信頼性を高めている。   However, as described above, in the lighting unit 8 of the present invention, the controller unit 69, the selection unit 44, and specifically, the FET 57 and the FET 59 are electrically insulated, and there is a risk of malfunction due to noise. This reduces the reliability of the lighting unit 8.

ここで、コントローラユニット69は、デューティ比を、前記のようにフォトカプラを介して指示する。コントローラユニット69は、マイクロコンピュータなどを使用して構成され、選択部44における入力端子対である端子対A、A’から入力される全波整流波形(脈流)を平滑化することなく、全波整流波形(脈流)から直接所望のパルス状波形を生成する制御を実現している。   Here, the controller unit 69 instructs the duty ratio via the photocoupler as described above. The controller unit 69 is configured by using a microcomputer or the like, and smoothes the full-wave rectified waveform (pulsating flow) input from the terminal pair A, A ′ which is the input terminal pair in the selection unit 44 without smoothing. Control to generate a desired pulse waveform directly from the wave rectification waveform (pulsating flow) is realized.

それにより、平滑コンデンサを用いる必要がなくなるので、大幅に電源装置2の体積を低減し、信頼性を向上することが可能となる。以下、その理由を詳細に説明する。   As a result, it becomes unnecessary to use a smoothing capacitor, so that the volume of the power supply device 2 can be greatly reduced and the reliability can be improved. Hereinafter, the reason will be described in detail.

特開平8−241133号公報記載の定電流直流電源では、全波整流波形(脈流)を一旦、平滑化した上で、所望の特性を有するパルス電圧波形を得ている。この平滑化を行うためには、容量の大きい電解コンデンサを使用されている。具体的には、図8において、選択部44における入力端子対である端子対A、A’に電解コンデンサが接続される。また、電解コンデンサは、体積が大きく装置を大型化させてしまうという問題がある。さらには周囲温度の影響による容量が変化しやすいという問題もある。また、電解コンデンサは寿命が短く安定性の問題もあった。   In the constant current DC power source described in JP-A-8-241133, a full voltage rectified waveform (pulsating flow) is once smoothed and a pulse voltage waveform having desired characteristics is obtained. In order to perform this smoothing, an electrolytic capacitor having a large capacity is used. Specifically, in FIG. 8, electrolytic capacitors are connected to terminal pairs A and A ′, which are input terminal pairs in the selection unit 44. Moreover, the electrolytic capacitor has a problem that the volume is large and the apparatus is enlarged. Furthermore, there is a problem that the capacity easily changes due to the influence of the ambient temperature. Moreover, the electrolytic capacitor has a short life and has a problem of stability.

また、特開2004−303431号公報記載のバックライト装置内の直流電源においては、電解コンデンサを使用する必要はないものの、上述したように安全性及び安定性の上で問題がある。   In addition, in the DC power source in the backlight device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-303431, although it is not necessary to use an electrolytic capacitor, there is a problem in terms of safety and stability as described above.

しかしながら、本発明における電源装置2ではそれらの問題点をすべて解決しており、長寿命(高い信頼性)を実現することができ、LEDを使用した照明装置に好適である。   However, the power supply device 2 of the present invention solves all of these problems, can achieve a long life (high reliability), and is suitable for a lighting device using LEDs.

次に、照明ユニット8の動作について図を用いて説明する。
図12は、照明ユニット8の動作を示すフローチャートである。
Next, operation | movement of the illumination unit 8 is demonstrated using figures.
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the lighting unit 8.

まず、S91において、照明ユニット8の電源装置2に商用電源41が投入され給電が開始される。そして、コントローラユニット69が運転を開始する。ここで、商用電源41が投入された直後には、コントローラユニット69の運転は開始されているが、選択部44には給電されておらず、選択部44は起動していない。この方法をとる理由は、電源装置2の安全性を高めるためである。コントローラユニット69を先に起動させることにより、電源装置2、商用電源41、あるいは発光部47に異常が発生している場合は、即座にその運転を停止することができるからである。   First, in S91, the commercial power supply 41 is turned on to the power supply device 2 of the lighting unit 8 and power feeding is started. Then, the controller unit 69 starts operation. Here, immediately after the commercial power supply 41 is turned on, the operation of the controller unit 69 is started, but power is not supplied to the selection unit 44 and the selection unit 44 is not activated. The reason for adopting this method is to increase the safety of the power supply device 2. This is because, when the controller unit 69 is activated first, if an abnormality occurs in the power supply device 2, the commercial power supply 41, or the light emitting unit 47, the operation can be stopped immediately.

また、この方法をとる他の理由は、選択部44が駆動する前までに商用電源41の周波数を検出する(この検出は、コントローラユニット69において行う)必要があるためである。日本国内においても、商用電源41の周波数は、東日本地区は50Hz、西日本地区は60Hzというように異なる。コントローラユニット69を用いて上記のような所望の制御を行うためには、商用電源41の周波数を検出することが必要となる。   Another reason for adopting this method is that it is necessary to detect the frequency of the commercial power supply 41 before the selection unit 44 is driven (this detection is performed in the controller unit 69). Even in Japan, the frequency of the commercial power supply 41 is 50 Hz in the eastern Japan region and 60 Hz in the west Japan region. In order to perform the desired control as described above using the controller unit 69, it is necessary to detect the frequency of the commercial power supply 41.

次に、図12のS92において、マイコンユニット46等により、デューティ比の決定を行う。これは図13に基づき、後ほど詳細に説明する。   Next, in S92 of FIG. 12, the duty ratio is determined by the microcomputer unit 46 or the like. This will be described in detail later with reference to FIG.

次に、図12のS93において、マイコンユニット46により、制御信号を作成する。これは、図16により、後ほど詳細に説明する。   Next, in S93 of FIG. 12, the microcomputer unit 46 creates a control signal. This will be described in detail later with reference to FIG.

次に、図12のS94において、マイコンユニット46等は、測定部43により測定した脈流の平均電流に基づき、デューティ比の指定(補正)が行われる。詳細は、図17により後ほど説明する。   Next, in S94 of FIG. 12, the microcomputer unit 46 and the like specify (correct) the duty ratio based on the average current of the pulsating flow measured by the measuring unit 43. Details will be described later with reference to FIG.

次に、図12のS95において、マイコンユニット46、外部入力スイッチ(不図示)等から停止信号が入力されていないか確認し、停止信号が入力されていれば電源装置2の動作を停止する(S95においてYESの場合)。これは、例えば、照明ユニット8を利用するユーザが照明ユニット8の発光部47を消灯する、すなわち、照明ユニット8の電源装置2への電源供給を停止することに相当する。この際、選択部44は、コントローラユニット69に対し所定時間前に運転を停止する。言い換えると、その時間内に、コントローラユニット69は選択部44に対する指示を終了する。ここで、所定時間とは、0.2[s]〜1[s]程度であることが望ましい。   Next, in S95 of FIG. 12, it is confirmed whether a stop signal is input from the microcomputer unit 46, an external input switch (not shown) or the like, and if the stop signal is input, the operation of the power supply device 2 is stopped ( If YES in S95). This corresponds to, for example, a user using the lighting unit 8 turning off the light emitting unit 47 of the lighting unit 8, that is, stopping the power supply to the power supply device 2 of the lighting unit 8. At this time, the selection unit 44 stops the operation for a predetermined time before the controller unit 69. In other words, the controller unit 69 ends the instruction to the selection unit 44 within that time. Here, the predetermined time is desirably about 0.2 [s] to 1 [s].

このような方法をとる理由は、照明ユニット8における電源装置2の安全性を高めるためである。   The reason for taking such a method is to increase the safety of the power supply device 2 in the lighting unit 8.

なお、停止信号が入力されていなければ(S95においてNO)、S92に戻り、上述した動作を繰り返す。   If no stop signal is input (NO in S95), the process returns to S92 and the above-described operation is repeated.

図13は、照明ユニット8において、デューティ比を決定する動作を説明するフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of determining the duty ratio in the lighting unit 8.

S101において、マイコンユニット46は、基準動作点に変更がなされていないかチェックを行う。   In S101, the microcomputer unit 46 checks whether the reference operating point has been changed.

ここで、動作点とは、抵抗65により検出された発光部47に流れる電流値と、抵抗66により検出された発光部47に印加された順方向電圧値との積により求まる値である。動作点の単位はワット[W]であり、電力と同等のものである。発光部47が有する固体発光素子の特性や個数等により順方向電圧が定まる。   Here, the operating point is a value obtained by the product of the current value flowing through the light emitting unit 47 detected by the resistor 65 and the forward voltage value applied to the light emitting unit 47 detected by the resistor 66. The unit of the operating point is watt [W], which is equivalent to electric power. The forward voltage is determined by the characteristics and the number of solid state light emitting elements included in the light emitting unit 47.

また、固体発光素子を有する発光部47は電流制御素子であるため、それに流れる電流の大きさによって、発光部47の発光強度は定まる。   Moreover, since the light emitting part 47 having a solid light emitting element is a current control element, the light emission intensity of the light emitting part 47 is determined by the magnitude of the current flowing therethrough.

したがって、基準動作点は、使用する発光部47の特性等に応じた順方向電圧と、発光部47において必要な発光強度に対応する電流値から定まるものである。   Therefore, the reference operating point is determined from the forward voltage corresponding to the characteristics of the light emitting unit 47 to be used and the current value corresponding to the light emission intensity required in the light emitting unit 47.

上述したように発光部47に流れる電流の大きさによって発光部47の発光強度が定まる。言い換えれば発光部47の発光強度は、発光部47に流れる電流の大きさを設定することにより自在に変化させる、すなわち調光することができる。   As described above, the light emission intensity of the light emitting unit 47 is determined by the magnitude of the current flowing through the light emitting unit 47. In other words, the emission intensity of the light emitting unit 47 can be freely changed, that is, dimmed by setting the magnitude of the current flowing through the light emitting unit 47.

ここで、調光するとは、発光部47の基準動作点を変更することに相当する。また、発光部47の基準動作点を変更することで、その時点における発光部47の発光強度を強く(明るく)したり、弱く(暗く)したりすることができる。   Here, dimming corresponds to changing the reference operating point of the light emitting unit 47. Further, by changing the reference operating point of the light emitting unit 47, the light emission intensity of the light emitting unit 47 at that time can be increased (lightened) or weakened (darkened).

ここで、図14は、発光部47の基準動作点の設定を変更することにより発光強度を変更することを説明する図である。図14(a)は、その時点(初期)の発光強度を示す基準動作点を示している。初期の発光部47の発光強度をより強く(明るく)したい場合は基準動作点を図14(b)のように移動させて設定する。逆に初期の発光部47の発光強度をより弱く(暗く)したい時は、図14(c)のように移動させて設定すればよい。   Here, FIG. 14 is a diagram for explaining changing the light emission intensity by changing the setting of the reference operating point of the light emitting unit 47. FIG. 14A shows a reference operating point indicating the light emission intensity at that time (initial). In order to make the light emission intensity of the initial light emitting unit 47 stronger (brighter), the reference operation point is moved and set as shown in FIG. Conversely, when it is desired to weaken (darken) the light emission intensity of the initial light emitting section 47, it may be set by moving as shown in FIG.

なお、基準動作点の設定は、マイコンユニット46に接続される外部入力スイッチ(不図示)からの入力により行ってよく、マイコンユニット46に接続される外部信号受信装置(不図示)からの入力により行ってよい。このようにすることで、外部より基準動作点の設定を変更できる、すなわち外部より発光部47を調光することが可能となる。   The reference operating point may be set by an input from an external input switch (not shown) connected to the microcomputer unit 46, or by an input from an external signal receiving device (not shown) connected to the microcomputer unit 46. You can go. In this way, the setting of the reference operating point can be changed from outside, that is, the light emitting unit 47 can be dimmed from outside.

上述した基準動作点の変更が行われていれば(S101でYES)、S102に進む。変更が行われていなければ(S101でNO)、S103に進む。   If the reference operating point has been changed (YES in S101), the process proceeds to S102. If no change has been made (NO in S101), the process proceeds to S103.

次に、図13のS102において、マイコンユニット46は、基準動作点を読み出す。これは、マイコンユニット46に接続される外部入力スイッチ(不図示)、マイコンユニット46に接続される外部信号受信装置(不図示)等から入力された情報を直接、あるいはコントローラユニット69に備えられた内部メモリ(不図示)に記憶された基準動作点に関する情報を読み出すことにより行う。   Next, in S102 of FIG. 13, the microcomputer unit 46 reads the reference operating point. This is because the controller unit 69 is provided with information input from an external input switch (not shown) connected to the microcomputer unit 46, an external signal receiving device (not shown) connected to the microcomputer unit 46, or the like. This is performed by reading out information related to a reference operating point stored in an internal memory (not shown).

またこの基準動作点を、目標動作点としてコントローラユニット69に備えられた内部メモリ(不図示)に記憶する。   The reference operating point is stored as a target operating point in an internal memory (not shown) provided in the controller unit 69.

次に、図13のS103において、目標動作点を決定する。
まず、抵抗65により検出された発光部47に流れる電流値と、抵抗66により検出された発光部47に印加された順方向電圧値を測定し、現在の動作点を求める。
Next, in S103 of FIG. 13, a target operating point is determined.
First, the current value flowing through the light emitting unit 47 detected by the resistor 65 and the forward voltage value applied to the light emitting unit 47 detected by the resistor 66 are measured to obtain the current operating point.

検出された動作点と、基準動作点とを比較し、その結果に基づき目標動作点を設定する。   The detected operating point is compared with the reference operating point, and a target operating point is set based on the result.

図15は発光部47の実際に検出された動作点が、基準動作点からの所定動作範囲を外れてしまった場合の目標動作点が再設定されることを説明する図である。   FIG. 15 is a diagram for explaining that the target operating point is reset when the actually detected operating point of the light emitting unit 47 is out of the predetermined operating range from the reference operating point.

図15(a)は、検出された動作点が図中の左上に変動した場合、すなわち、所定動作範囲の上限範囲外へ外れてしまった場合の対応を示す図である。これは、周囲温度等の上昇により、発光部47の順方向電圧が低下し、その分それに流れる電流が上昇してしまう場合に相当する。この場合において、発光部47は、所望の発光強度より強く(明るく)発光している。そのため、制御動作点を定めて、これを新たな目標動作点とする。こうすることにより、所定動作範囲(ここでは、発光部47に流れる電流が基準動作点に基づく電流値を100とした場合に、95〜105の範囲、すなわち±5%の範囲を所定動作範囲としている)内に動作点が収まるようになる。   FIG. 15A is a diagram illustrating a response when the detected operating point changes to the upper left in the drawing, that is, when the detected operating point is outside the upper limit range of the predetermined operating range. This corresponds to a case where the forward voltage of the light emitting unit 47 decreases due to an increase in the ambient temperature or the like, and the current flowing therethrough increases accordingly. In this case, the light emitting unit 47 emits light that is stronger (brighter) than the desired light emission intensity. For this reason, a control operation point is determined and set as a new target operation point. By doing so, the predetermined operating range (here, when the current value based on the reference operating point of the current flowing through the light emitting unit 47 is 100, the range of 95 to 105, that is, the range of ± 5% is set as the predetermined operating range. The operating point will be within.

なお、この所定動作範囲は、±5%の範囲でなくともよく、±10%の範囲のように広くしてもよい。しかしながら、広くすればするほど、発光部47の発光強度の変化が大きくなり、利用者に違和感を与えるので適度な範囲を設定する必要がある。発明者らの試験では、上記±5%の範囲であれば違和感がないとして、この値を採用している。   Note that the predetermined operation range does not have to be within a range of ± 5%, but may be as wide as a range of ± 10%. However, the wider it is, the greater the change in the light emission intensity of the light emitting section 47, which gives the user a sense of incongruity, so it is necessary to set an appropriate range. In the tests by the inventors, this value is adopted because there is no sense of incongruity within the range of ± 5%.

図15(b)に示すように、検出された動作点が図中の右下に変動した場合、すなわち、所定動作範囲の下限範囲外へ外れてしまった場合、図15(a)の場合と同様に、制御動作点を定め、これを目標動作点とする。   As shown in FIG. 15B, when the detected operating point fluctuates to the lower right in the figure, that is, when the detected operating point is outside the lower limit range of the predetermined operating range, the case of FIG. Similarly, a control operation point is determined, and this is set as a target operation point.

また、検出された動作点が所定動作範囲内であった場合は、それをそのまま新たな目標動作点とする。   If the detected operating point is within the predetermined operating range, it is used as a new target operating point as it is.

図13のS104においては、マイコンユニット46は、目標動作点を実現するためのデューティ比を算出する。すわなち、マイコンユニット46は、目標動作点を実現するための選択部44の変圧器(変圧器60、又は変圧器61の何れか)の1次側に入力される脈流の電圧のデューティ比を決定する。   In S104 of FIG. 13, the microcomputer unit 46 calculates a duty ratio for realizing the target operating point. In other words, the microcomputer unit 46 determines the duty of the voltage of the pulsating current input to the primary side of the transformer (either the transformer 60 or the transformer 61) of the selection unit 44 for realizing the target operating point. Determine the ratio.

図13のS105においては、マイコンユニット46は、S104で算出したデューティ比を実現するために必要な制御信号を作成する。詳細は、後ほど述べるものとする。   In S105 of FIG. 13, the microcomputer unit 46 creates a control signal necessary for realizing the duty ratio calculated in S104. Details will be described later.

図13のS106においては、目標動作点と、実際の動作点が一致しているか否かをマイコンユニット46は判断する。   In S106 of FIG. 13, the microcomputer unit 46 determines whether or not the target operating point matches the actual operating point.

これは、抵抗65により検出された発光部47に流れる電流値と、抵抗66により検出された発光部47に印加された順方向電圧値を測定し、現在の動作点を求める。   This measures the current value flowing through the light emitting unit 47 detected by the resistor 65 and the forward voltage value applied to the light emitting unit 47 detected by the resistor 66 to obtain the current operating point.

その上で、検出された動作点と、目標動作点(S102、又はS103にて設定)とを比較する。目標動作点からの所定動作範囲(例えば、±5%の範囲)から外れていなければ(S106においてYES)、デューティ比の決定を終了する。   Then, the detected operating point is compared with the target operating point (set in S102 or S103). If it does not deviate from a predetermined operating range (for example, a range of ± 5%) from the target operating point (YES in S106), the determination of the duty ratio is ended.

目標動作点からの所定動作範囲(例えば、±5%の範囲)から外れていれば(S106においてNO)、S107に進む。   If it is outside a predetermined operation range (for example, a range of ± 5%) from the target operation point (NO in S106), the process proceeds to S107.

図13のS107においては、動作点を目標動作点から所定動作範囲(例えば、±5%の範囲)内となるよう、デューティ比を補正する。その上でS105に戻り繰り返す。   In S107 of FIG. 13, the duty ratio is corrected so that the operating point is within a predetermined operating range (for example, a range of ± 5%) from the target operating point. Then, return to S105 and repeat.

図16は、制御信号を作成する動作を説明するフローチャートである。
S131においては、デューティ比の制御を選択部44において実現すべく、選択部44を制御するための信号(制御信号)をコントローラユニット69において作成する。
FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of creating a control signal.
In S <b> 131, a signal (control signal) for controlling the selection unit 44 is generated in the controller unit 69 so that the duty ratio can be controlled in the selection unit 44.

ここで、選択部44に入力される電圧は、図9(b)に示すような全波整流波形(脈流)である。図9(b)で示す全波整流波形(脈流)の電圧を用いて、目標動作点を実現するのに必要な電力を生成する必要がある。そのため次のような手法を用いる。   Here, the voltage input to the selection unit 44 is a full-wave rectified waveform (pulsating flow) as shown in FIG. It is necessary to generate electric power necessary to realize the target operating point using the voltage of the full-wave rectified waveform (pulsating flow) shown in FIG. 9B. Therefore, the following method is used.

まず、図9(a)に示すように、商用電源41の交流電圧の0クロス点を検出する。ここで、0クロス点の検出は、商用電源41から供給される交流の電圧波形が0クロス点を横切るたびに行う。なぜなら、商用電源41から供給される交流の電圧波形は、微妙な周波数変動が生ずる場合があり、微妙な周波数変動は、選択部44における制御の精度を悪化させることになるからである。選択部44における制御精度の悪化を防ぐため、交流の電圧波形が0クロス点を横切るたびにその0クロス点を検出する。   First, as shown in FIG. 9A, the zero cross point of the AC voltage of the commercial power supply 41 is detected. Here, the detection of the zero cross point is performed every time the AC voltage waveform supplied from the commercial power supply 41 crosses the zero cross point. This is because the AC voltage waveform supplied from the commercial power supply 41 may cause subtle frequency fluctuations, and the subtle frequency fluctuations deteriorate the accuracy of control in the selection unit 44. In order to prevent deterioration in control accuracy in the selector 44, the zero cross point is detected every time the AC voltage waveform crosses the zero cross point.

次に、図9(b)のように0クロス点を基準点として、全波整流波形(脈流)を所定の時間間隔で分割する。時間間隔は2[μs]〜20[μs]程度の範囲に設定してよく、発明者らの実験では、4[μs]が最適であった。   Next, as shown in FIG. 9B, the full-wave rectified waveform (pulsating flow) is divided at predetermined time intervals with the zero cross point as a reference point. The time interval may be set in the range of about 2 [μs] to 20 [μs], and 4 [μs] was optimal in the experiments by the inventors.

次に、各区間において、必要な電力を実現する。ここで、電力は、当然のごとく電圧と電流の積である。そのため、各区間すべてにおいて必要な電力が得られるよう、デューティ比を変更するよう選択部44を制御する制御信号をコントローラユニット69において作成する。   Next, necessary power is realized in each section. Here, power is a product of voltage and current as a matter of course. Therefore, the controller unit 69 generates a control signal for controlling the selection unit 44 so as to change the duty ratio so that necessary power can be obtained in all the sections.

S132において、マイコンユニット46は、商用電源41の電圧値をモニターし、これに基づき整流部42が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値(瞬時値)を推定する。   In S132, the microcomputer unit 46 monitors the voltage value of the commercial power supply 41, and estimates the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current output by the rectifying unit 42 by full-wave rectifying the alternating current based on this.

なお、整流部42が交流を全波整流して出力する脈流の電圧値(瞬時値)は、図8における端子A、A’間の電圧を測定し、その電圧値(瞬時値)をマイコンユニット46で読み取ってもよい。   Note that the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current output by the rectifying unit 42 after full-wave rectification of alternating current is measured by measuring the voltage between the terminals A and A 'in FIG. It may be read by the unit 46.

この脈流の電圧値(瞬時値)が閾値(これは、発光部47の構成などに依存する)以上であれば(S132でYES)、S133に進む。一方、閾値電圧以下であれば(S132でNO)、S134に進む。   If the voltage value (instantaneous value) of the pulsating flow is equal to or greater than a threshold value (which depends on the configuration of the light emitting unit 47) (YES in S132), the process proceeds to S133. On the other hand, if it is below the threshold voltage (NO in S132), the process proceeds to S134.

図16のS133においては、マイコンユニット46は、ドライバ56にS131において作成した制御信号を送付する。   In S133 of FIG. 16, the microcomputer unit 46 sends the control signal created in S131 to the driver 56.

これにより、選択部44内の変圧器61では変圧が行われない。変圧器60にて変圧が行われることとなる。なお、変圧器60は、変圧器61と比較して巻線比が小さい。したがって変圧比も、変圧器60は変圧器61に対し小さい。   As a result, the transformer 61 in the selection unit 44 is not transformed. The transformer 60 performs the transformation. The transformer 60 has a smaller winding ratio than the transformer 61. Therefore, the transformer 60 is also smaller in the transformer 60 than the transformer 61.

図16のS134においては、マイコンユニット46は、ドライバ58に対してS131において作成した制御信号を送付する。   In S <b> 134 of FIG. 16, the microcomputer unit 46 sends the control signal created in S <b> 131 to the driver 58.

これにより、選択部44内の変圧器60では変圧が行われない。変圧器61にて変圧が行われることとなる。なお、変圧器61は、変圧器60と比較して巻線比が大きい。したがって変圧比も、変圧器61は変圧器60に対し大きい。   Thereby, the transformer 60 in the selection unit 44 is not transformed. Transformer 61 performs transformation. Note that the transformer 61 has a larger winding ratio than the transformer 60. Therefore, the transformer 61 also has a larger transformation ratio than the transformer 60.

図17は、脈流の平均値に基づくデューティ比の指示(補正)を説明する図である。
S141において、マイコンユニット46は、測定部43を構成する抵抗55を流れる電流(ダイオードブリッジ54から出力される全波整流波形(脈流)の電流)の平均値を求める。
FIG. 17 is a diagram for explaining the instruction (correction) of the duty ratio based on the average value of the pulsating flow.
In S <b> 141, the microcomputer unit 46 obtains an average value of the current flowing through the resistor 55 configuring the measuring unit 43 (the current of the full-wave rectified waveform (pulsating current) output from the diode bridge 54).

平均電流を求める期間は、商用電源41の周期の1/2に相当する期間より長くなければならない。   The period for obtaining the average current must be longer than the period corresponding to ½ of the period of the commercial power supply 41.

図17のS142において、マイコンユニット46は、S141で求めた平均電流値を基に、測定部43を流れると推定される電流の波形を推定する。この推定した波形(推定波形)は、コントローラユニット69内の内部メモリ(不図示)に記憶される。   In S142 of FIG. 17, the microcomputer unit 46 estimates the waveform of the current estimated to flow through the measuring unit 43 based on the average current value obtained in S141. This estimated waveform (estimated waveform) is stored in an internal memory (not shown) in the controller unit 69.

図17のS143において、マイコンユニット46は、S142において推定した推定波形と、現時点で測定部43に流れる電流値(瞬時値)とを比較する。   In S143 of FIG. 17, the microcomputer unit 46 compares the estimated waveform estimated in S142 with the current value (instantaneous value) flowing through the measurement unit 43 at the present time.

すなわち、マイコンユニット46は、その内部メモリ(不図示)に記憶される推定波形から、現時点において測定部43に流れると推定される電流値(瞬時値)を読み出す。この読み出した値と、現時点で測定部43に流れる電流値(瞬時値)とを比較する。   That is, the microcomputer unit 46 reads a current value (instantaneous value) estimated to flow to the measurement unit 43 at the present time from an estimated waveform stored in its internal memory (not shown). The read value is compared with the current value (instantaneous value) flowing through the measurement unit 43 at the present time.

現時点で測定部43に流れる電流値(瞬時値)が、推定される電流値(瞬時値)より高ければ(S143においてYES)、S144に進む。   If the current value (instantaneous value) flowing through measurement unit 43 at this time is higher than the estimated current value (instantaneous value) (YES in S143), the process proceeds to S144.

一方、現時点で測定部43に流れる電流値(瞬時値)が、推定される電流値(瞬時値)より低ければ(S143においてNO)、S145に進む。   On the other hand, if the current value (instantaneous value) flowing through measurement unit 43 at the present time is lower than the estimated current value (instantaneous value) (NO in S143), the process proceeds to S145.

図17のS144において、マイコンユニット46は、デューティ比を指定(補正)する。これは、直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指定する。   In S144 of FIG. 17, the microcomputer unit 46 designates (corrects) the duty ratio. This specifies a low duty ratio relative to the immediately preceding duty ratio.

この理由は、測定部43に流れる電流を小さくするためである。推定される電流より大きいが故、それを補正するために直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指定する。   The reason for this is to reduce the current flowing through the measurement unit 43. Since it is larger than the estimated current, a low duty ratio is designated with respect to the immediately preceding duty ratio in order to correct it.

図17のS145において、マイコンユニット46は、デューティ比を指定(補正)する。これは、直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指定する。   In S145 of FIG. 17, the microcomputer unit 46 designates (corrects) the duty ratio. This designates a high duty ratio with respect to the immediately preceding duty ratio.

この理由は、測定部43に流れる電流を大きくするためである。推定される電流より小さいが故、それを補正するために直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指定する。   The reason for this is to increase the current flowing through the measurement unit 43. Since it is smaller than the estimated current, in order to correct it, a high duty ratio is designated with respect to the immediately preceding duty ratio.

図17のS146において、マイコンユニット46は制御信号を作成する。これについては、図16のフローチャートを用いて説明したとおりである。   In S146 of FIG. 17, the microcomputer unit 46 creates a control signal. This is as described with reference to the flowchart of FIG.

図17のS147において、マイコンユニット46は、脈流の平均値に基づくデューティ比の指定(補正)を開始してからの通算回数が、基準回数に達しているか否かを判断する。なお、基準回数とは任意に設定されてよい。   In S147 of FIG. 17, the microcomputer unit 46 determines whether or not the total number of times since the start (designation) of the duty ratio based on the average value of the pulsating flow has reached the reference number. The reference number may be arbitrarily set.

通算回数が基準回数に達していれば(S148においてYES)、本指定(補正)を終了する。一方、通算回数が基準回数に達していれば、S143に戻り指定(補正)を続ける。   If the total number has reached the reference number (YES in S148), this designation (correction) is terminated. On the other hand, if the total number has reached the reference number, the process returns to S143 to continue the designation (correction).

以上のように脈流の電流値に基づくデューティ比の補正を行うことが可能である。
このことにより、商用電源41の電圧変動などをいち早く検知し、それによる照明ユニット8が受ける影響を避けることが可能となる。
As described above, it is possible to correct the duty ratio based on the pulsating current value.
This makes it possible to quickly detect voltage fluctuations of the commercial power supply 41 and avoid the influence of the lighting unit 8 caused by the change.

これは、上記のように照明ユニット8においては、測定部43を流れる電流(瞬時値)を監視し、あらかじめ測定した測定部43を流れる電流(平均値)に基づき、デューティ比の制御を行うことにより補正を行う。   As described above, in the lighting unit 8, the current (instantaneous value) flowing through the measurement unit 43 is monitored, and the duty ratio is controlled based on the current (average value) flowing through the measurement unit 43 measured in advance. To correct.

このことから、商用電源41の電圧が高くなった場合においても、照明ユニット8の測定部43を流れる電流値(瞬時値)が高くなることにより、発光部47の動作点が高くなってしまう(すなわち、発光強度が強くなってしまう)ことを避けることができる。もちろん、商用電源41の電圧が低くなった場合にも対応可能である。   From this, even when the voltage of the commercial power supply 41 becomes high, the current value (instantaneous value) flowing through the measurement unit 43 of the illumination unit 8 becomes high, so that the operating point of the light emitting unit 47 becomes high ( That is, it can be avoided that the light emission intensity is increased). Of course, it is possible to cope with the case where the voltage of the commercial power supply 41 becomes low.

このことは、発光部47の発光強度の変動を避け、照明ユニット8の利用者に対して安定した照明を提供することはもとより、商用電源41の電圧変動による電源装置2、光源ユニット3(発光部47)の故障を避けることに対しても効果がある。   This avoids fluctuations in the light emission intensity of the light emitting unit 47 and provides stable illumination to the user of the lighting unit 8 as well as the power supply device 2 and the light source unit 3 (light emission) due to voltage fluctuations in the commercial power supply 41. This also has an effect on avoiding failure of the part 47).

照明ユニット8は、固体発光素子32を使用している。固体発光素子32の特徴のひとつは、長寿命性であり、この性能を完全に享受する意味でも電源装置2、光源ユニット3(発光部47)の故障を防ぐことは重要である。   The lighting unit 8 uses a solid light emitting element 32. One of the features of the solid state light emitting element 32 is long life, and it is important to prevent the power supply device 2 and the light source unit 3 (light emitting unit 47) from failing in order to fully enjoy this performance.

図18は、電源装置2を構成する基板21の概略構造を示す図である。電源装置2の筐体5に収納される基板21は、回路素子が実装される実装前基板であり、図18(a)に示すメイン基板151と、図18(b)に示すサブ基板A152及びサブ基板B153とにより構成される。ここで、サブ基板の数はこれに限らず、自由に設定してよいことは言うまでもない。   FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic structure of the substrate 21 constituting the power supply device 2. The board 21 housed in the casing 5 of the power supply device 2 is a board before mounting on which circuit elements are mounted, and includes a main board 151 shown in FIG. 18A, a sub board A152 shown in FIG. And a sub-substrate B153. Here, it goes without saying that the number of sub-boards is not limited to this and may be set freely.

メイン基板151は、円形状である。図18(a)は、メイン基板151の実装面となる方向から見た図である。サブ基板A152およびサブ基板B153は、半円形状である。図18(b)は、メイン基板151の実装面となる方向から見た図である。   The main board 151 has a circular shape. FIG. 18A is a view as seen from the direction of the mounting surface of the main board 151. The sub board A152 and the sub board B153 have a semicircular shape. FIG. 18B is a view as seen from the direction of the mounting surface of the main board 151.

図19は、電源装置2を構成する基板21に各種回路素子を実装した場合の図である。図19では、メイン基板151、サブ基板A152及びサブ基板B153に変圧器60など、図2に示す照明ユニット8における電源装置2を構成する回路素子を実装している。   FIG. 19 is a diagram when various circuit elements are mounted on the substrate 21 constituting the power supply device 2. In FIG. 19, circuit elements constituting the power supply device 2 in the illumination unit 8 shown in FIG. 2, such as the transformer 60, are mounted on the main board 151, the sub board A 152, and the sub board B 153.

図19(a)は、メイン基板151を実装面となる方向から見た図である。図19(a)は、ハッチングされている部分が電源装置2を構成する各種回路素子を示し、電源装置2を構成する各種回路素子が実装されたメイン基板151を示している。   FIG. 19A is a view of the main board 151 as viewed from the direction of the mounting surface. FIG. 19A shows the various circuit elements constituting the power supply device 2 in the hatched portion, and shows the main substrate 151 on which the various circuit elements constituting the power supply device 2 are mounted.

一方、図19(b)は、サブ基板A152およびサブ基板B153を実装面となる方向から見た図である。図19(a)は、ハッチングされている部分が電源装置2を構成する各種回路素子を示し、電源装置2を構成する各種回路素子が実装されたサブ基板A152およびサブ基板B153を示している。   On the other hand, FIG. 19B is a view of the sub board A152 and the sub board B153 as viewed from the direction of the mounting surface. FIG. 19A shows various circuit elements constituting the power supply device 2 with hatched portions, and shows the sub-substrate A152 and the sub-substrate B153 on which the various circuit elements constituting the power supply device 2 are mounted.

なお、サブ基板Bには、マイコンユニット46を構成する部品(コントローラユニット69、電源部101、フォトカプラ(不図示)など)が実装される。   Note that components (controller unit 69, power supply unit 101, photocoupler (not shown), etc.) constituting the microcomputer unit 46 are mounted on the sub-board B.

図20は、メイン基板151とサブ基板A152およびサブ基板B153とがお互いの実装面で対向して配置されたことを示す図である。図20は、図19(a)に示す各種回路素子が実装されたメイン基板151の実装面と、図19(b)に示す各種回路素子が実装されたサブ基板A152およびサブ基板B153の実装面とが向かい合うように配置されている。ここで、肝要なことは、図20に示すようにメイン基板151の実装面上にサブ基板A152、及びサブ基板B153の実装面が対向するように配置した際、実装された各種回路素子同士が干渉しないようにすることである。   FIG. 20 is a diagram illustrating that the main board 151, the sub board A152, and the sub board B153 are arranged to face each other on the mounting surface. 20 shows a mounting surface of the main board 151 on which the various circuit elements shown in FIG. 19A are mounted, and a mounting surface of the sub board A152 and the sub board B153 on which the various circuit elements shown in FIG. 19B are mounted. And are arranged so as to face each other. Here, it is important to note that when the sub-board A152 and the sub-board B153 are arranged so that the mounting surfaces of the main board 151 face each other as shown in FIG. It is to avoid interference.

したがって、メイン基板151の実装面と、サブ基板A152及びサブ基板B153の実装面とがなす距離は、メイン基板151およびサブ基板A152及びサブ基板B153らに実装される各種回路素子のうち最も高さが高い回路素子(ここでは変圧器60)と略同一となる。   Therefore, the distance between the mounting surface of the main substrate 151 and the mounting surfaces of the sub substrate A152 and the sub substrate B153 is the highest among the various circuit elements mounted on the main substrate 151, the sub substrate A152, and the sub substrate B153. Is substantially the same as a high circuit element (here, transformer 60).

ここで、変圧器60は、変圧器61に対して、前述のように電気容量が大きい変圧器であるがため、大きさも大きい(高さも高い)。   Here, the transformer 60 is a transformer having a larger electric capacity than the transformer 61 as described above, and therefore has a large size (high height).

また、メイン基板151の実装面上にサブ基板A152、及びサブ基板B153の実装面が対向するように載せた際、メイン基板151から、サブ基板A152及びサブ基板B153がはみ出すことなく、完全に載るようにすることが肝要である。   Further, when the sub-board A152 and the sub-board B153 are mounted on the mounting surface of the main board 151 so that the mounting surfaces face each other, the sub-board A152 and the sub-board B153 are completely mounted without protruding from the main board 151. It is important to do so.

以上のようにすることにより、電源装置2の高さを、電源装置2を構成する最も高い回路素子(ここでは、変圧器60)とほぼ等しく、十分な小型化を実現することが可能となる。   By doing as described above, the height of the power supply device 2 is substantially equal to the highest circuit element (here, the transformer 60) constituting the power supply device 2, and a sufficient miniaturization can be realized. .

ここで、上述のように電源装置2は、固体発光素子(ここではLED)を用いた照明装置への適用を前提にしている。個々のLEDは非常に小型であり、それ故、従来の蛍光ランプなどを使用した照明装置では実現できなかった、小型、かつデザイン性の高い照明装置を、LEDを使用することで実現できる。そのため、電源装置2もできるだけ小型化し、照明ユニット8の組み込みを容易にする必要がある。これは、照明ユニット8を構成する電源装置2の照明ユニット8に対して占める体積割合を非常に小さくすることで実現される。   Here, as described above, the power supply device 2 is premised on application to a lighting device using a solid-state light emitting element (here, LED). Each LED is very small, and therefore, a small and highly design lighting device that cannot be realized by a conventional lighting device using a fluorescent lamp or the like can be realized by using the LED. Therefore, it is necessary to make the power supply device 2 as small as possible so that the lighting unit 8 can be easily incorporated. This is realized by making the volume ratio of the power supply device 2 constituting the illumination unit 8 to the illumination unit 8 very small.

ところで、特開2004−303431号公報記載のバックライト装置内の直流電源は、上述のとおり小型化については明記されていない。それ故、LEDを用いた照明装置への適用は、特開2004−303431号公報記載のバックライト装置内の直流電源では実現できない。   Incidentally, as described above, the direct current power source in the backlight device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-303431 is not specified for downsizing. Therefore, application to an illuminating device using LEDs cannot be realized with a DC power source in a backlight device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-303431.

一方、本発明における電源装置2は、電源装置2の構成に必要な回路素子が高密度化され実装されているため、非常にコンパクトとなり、LEDを用いた小型の照明ユニット8を実現するのに好適である。それ故、その産業的価値は大きいと考える。   On the other hand, the power supply device 2 according to the present invention is very compact because circuit elements necessary for the configuration of the power supply device 2 are densified and mounted, thereby realizing a small illumination unit 8 using LEDs. Is preferred. Therefore, I think that its industrial value is great.

以上、説明したように本発明の可視光通信システム1は、青色発光のLEDベアチップの発光方向に黄色蛍光体を設置することにより擬似白色を得るハイパワーLEDを使用した照明ユニット8から送信される可視光通信信号を、青色発光のLEDベアチップからの発光のみを透過する波長フィルター143を介して、受光する。このことにより、応答速度が遅い黄色蛍光体の影響が排除され、高速な可視光通信を実現することが可能となる。   As described above, the visible light communication system 1 of the present invention is transmitted from the illumination unit 8 using the high power LED that obtains pseudo white color by installing the yellow phosphor in the light emitting direction of the blue LED emitting bare chip. The visible light communication signal is received through the wavelength filter 143 that transmits only the light emitted from the blue LED bare chip. As a result, the influence of the yellow phosphor having a slow response speed is eliminated, and high-speed visible light communication can be realized.

ところで、特開2007−81703号公報記載の可視光通信システムにおいては、赤色、緑色、青色のLEDをそれぞれ具備し、それらを独立して発光制御することによって、多重化した可視光信号を送信することが可能であるとされている。このことにより、高速通信を可能とした可視光通信システムを提供できるとされている。しかしながら、ハイパワーLEDを使用することで実現するLED照明装置においては、通常白色発光のハイパワーLEDを使用する。したがって、赤色、緑色、青色のLEDを使用する特開2007−81703号公報記載の可視光通信システムの実用性には疑問がある。   By the way, in the visible light communication system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-81703, red, green, and blue LEDs are provided, and multiplexed visible light signals are transmitted by independently controlling light emission. It is said that it is possible. Thus, a visible light communication system capable of high-speed communication can be provided. However, in an LED illumination device realized by using a high power LED, a high power LED that normally emits white light is used. Therefore, the practicality of the visible light communication system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-81703 using red, green, and blue LEDs is questionable.

一方、本発明の可視光通信システム1は、通常の白色発光のハイパワーLED(青色発光のLEDベアチップの発光方向に黄色蛍光体を設置することにより擬似白色を得るハイパワーLED)を用いて構成することができ、真に実用的な高速通信を可能とした可視光通信システムである。   On the other hand, the visible light communication system 1 of the present invention is configured using a normal white light emitting high power LED (a high power LED that obtains a pseudo white color by installing a yellow phosphor in the light emitting direction of a blue light emitting LED bare chip). This is a visible light communication system capable of high-speed communication that is truly practical.

また照明ユニット8に備えられる電源装置2については、2つの巻線比の異なる変圧器を搭載することにより、高い力率と、高い電源効率を同時に実現している。また、寿命特性において不安のある電解コンデンサを使用していない。そのため、高い安定性を実現している。   Moreover, about the power supply device 2 with which the illumination unit 8 is equipped, the high power factor and high power supply efficiency are implement | achieved simultaneously by mounting the transformer from which two winding ratios differ. Moreover, the electrolytic capacitor which is uneasy about a lifetime characteristic is not used. Therefore, high stability is realized.

なお、本発明の可視光通信システム1は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で自由に変形して実施することができる。   In addition, the visible light communication system 1 of this invention is not limited to the said Example, It can deform | transform and implement freely in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

例えば、使用するLEDを、紫外光を発光するLEDベアチップと、その発光方向に青、赤、緑を発光する蛍光体を設置することにより白色を得るタイプのものとしてよい。この場合、波長フィルター143は、紫外光を発光するLEDベアチップの発光波長のみを透過するように構成すればよい。   For example, the LED to be used may be of a type that obtains white by installing an LED bare chip that emits ultraviolet light and a phosphor that emits blue, red, and green in the light emitting direction. In this case, the wavelength filter 143 may be configured to transmit only the emission wavelength of the LED bare chip that emits ultraviolet light.

また、目標動作点の設定を、光源ユニット3内の温度を指標として行ってもよい。固体発光素子32は、温度が高くなることにより故障が発生するリスクがある。   The target operating point may be set using the temperature in the light source unit 3 as an index. The solid state light emitting device 32 has a risk of failure due to an increase in temperature.

このことを避けるため、光源ユニット3内に温度センサ(サーミスタ)などを付加し、コントローラユニット69にて、その温度を監視する。その上で、温度が異常に上昇した場合は、目標動作点を低く設定することで、温度を低下させ固体発光素子32の故障を防ぐ。   In order to avoid this, a temperature sensor (thermistor) or the like is added in the light source unit 3, and the temperature is monitored by the controller unit 69. In addition, when the temperature rises abnormally, the target operating point is set low, thereby lowering the temperature and preventing the solid state light emitting element 32 from failing.

また、変圧器は3つ以上具備してもよい。例えば、昇圧を行う変圧器、等倍の変圧を行う変圧器、降圧を行う変圧器の3つを具備してもよい。   Three or more transformers may be provided. For example, a transformer that performs step-up, a transformer that performs equal-magnification transformation, and a transformer that performs step-down voltage may be provided.

整流部42から出力される脈流の電圧値(瞬時値)が第1の閾値以上であれば、降圧を行う変圧器により変圧を行い、第2の閾値以上、第1の閾値未満であれば、等倍の変圧を行う変圧器により変圧を行い、第2の閾値未満であれば昇圧を行う変圧器により変圧を行う。なお、第1の閾値は、第2の閾値より高い値であり、これらは光源ユニット3などの構成に基づき設定する。   If the voltage value (instantaneous value) of the pulsating current output from the rectifier 42 is greater than or equal to the first threshold value, the voltage is transformed by a step-down transformer, and if the voltage value is greater than or equal to the second threshold value and less than the first threshold value. The voltage is transformed by a transformer that performs equal magnification transformation, and if it is less than the second threshold value, the voltage is transformed by a transformer that boosts the voltage. The first threshold is higher than the second threshold, and these are set based on the configuration of the light source unit 3 and the like.

このようにすることによっても、当然に力率を向上し、電源効率が高い固体発光素子を利用した照明装置に最適な電源装置を得ることができる。   Also by doing so, it is possible to obtain a power supply device that is optimal for a lighting device that uses a solid-state light emitting element that naturally improves the power factor and has high power supply efficiency.

また、電源装置2の形状を円柱型としたが、メイン基板151とサブ基板A152とサブ基板B153とを長方形状とし、角柱形状としてもよい。   Further, although the power supply device 2 has a cylindrical shape, the main substrate 151, the sub substrate A152, and the sub substrate B153 may be rectangular and may have a prismatic shape.

発明者らの試作においては、発光部47に供給される電力を最大100Wとして設計した場合、略箸箱程度の大きさにおいて電源装置2を実現することが可能であった。   In the trial production by the inventors, when the power supplied to the light emitting unit 47 is designed to be 100 W at the maximum, the power supply device 2 can be realized with a size of approximately the size of a chopstick box.

また、電源装置2は、LEDのみでなくELを駆動する電源としても好適である。更に、固体発光素子の駆動のみならず、力率の悪い負荷(例えば、容量性の大きい負荷)を駆動する電源装置としても好適である。   The power supply device 2 is also suitable as a power source that drives not only the LED but also the EL. Furthermore, it is suitable not only for driving a solid-state light emitting device but also as a power supply device for driving a load with a low power factor (for example, a load with a large capacity).

本発明は、照明装置に適用でき、特に、交流電源を利用した光源にLEDなどの固体発光素子を用いた照明装置に適用できる。   The present invention can be applied to an illuminating device, and in particular, can be applied to an illuminating device using a solid light emitting element such as an LED as a light source using an AC power source.

本発明の可視光通信システム1の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the visible light communication system 1 of this invention. 本発明の電源装置2の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the power supply device 2 of this invention. 本発明の光源ユニット3の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light source unit 3 of this invention. 本発明の受光ユニット4の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light reception unit 4 of this invention. 本発明の照明ユニット8の照明領域(照射領域)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the illumination area | region (irradiation area | region) of the illumination unit 8 of this invention. 固体発光素子32として用いるハイパワーLEDの発光波長の分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of distribution of the light emission wavelength of the high power LED used as the solid light emitting element. 波長フィルター141の透過特性の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of transmission characteristics of a wavelength filter 141. FIG. 本発明の照明ユニット8の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the illumination unit 8 of this invention. 本発明の照明ユニット8の概略回路構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic circuit structure of the illumination unit 8 of this invention. 本発明の電源装置2内の交流を整流するダイオードブリッジの出力波形を説明する図である。It is a figure explaining the output waveform of the diode bridge which rectifies | straightens alternating current in the power supply device 2 of this invention. 本発明の電源装置2内のB、B’間の電圧波形を説明する図である。It is a figure explaining the voltage waveform between B and B 'in the power supply device 2 of this invention. 本発明の電源装置2内の抵抗55に流れる電流波形を説明する図である。It is a figure explaining the current waveform which flows into resistance 55 in the power supply device 2 of this invention. 本発明の照明ユニット8の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the illumination unit 8 of this invention. 本発明の照明ユニット8のデューティ比の決定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination method of the duty ratio of the illumination unit 8 of this invention. 基準動作点について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a reference | standard operating point. 本発明の発光部の実際に検出された動作点が、基準動作点からの所定動作範囲を外れてしまった場合に目標動作点が再設定されることを説明する図である。It is a figure explaining a target operating point being reset when the operating point actually detected of the light emission part of this invention has remove | deviated from the predetermined operating range from the reference | standard operating point. 本発明の照明ユニット8の制御信号を作成する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of producing the control signal of the illumination unit 8 of this invention. 本発明の照明ユニット8の脈流の平均値に基づくデューティ比の指定(補正)方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the designation | designated (correction | amendment) method of the duty ratio based on the average value of the pulsating flow of the illumination unit 8 of this invention. 本発明の電源装置2を構成する基板の概略構造を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the board | substrate which comprises the power supply device 2 of this invention. 本発明の電源装置2を構成する基板に各種回路素子を実装した場合の図である。It is a figure at the time of mounting various circuit elements on the board | substrate which comprises the power supply device 2 of this invention. 本発明の電源装置2を構成するメイン基板とサブ基板とがお互いの実装面で対向して配置されたことを示す図である。It is a figure which shows that the main board | substrate and sub board | substrate which comprise the power supply device 2 of this invention are arrange | positioned facing each other in the mounting surface.

符号の説明Explanation of symbols

1 可視光通信システム
2 電源装置
3 光源ユニット
4 受光ユニット
5 筐体
6 コンセント
7 接続ケーブル
8 照明ユニット
21、33、33a、33b 基板
31、141 筐体部
32 固体発光素子
34 保護用透光板
35 光学素子
36 支持体
41 商用電源
42 整流部
43 測定部
44 選択部
45 検出部
46 マイコンユニット
47、47a、47b 発光部
51、52 インダクター
53、64 コンデンサ
54 ダイオードブリッジ
55、65、66 抵抗
56、58 ドライバ
57、59 FET
60、61、67 変圧器
62、63、68 ダイオード
69 コントローラユニット
101 電源部
142 受光素子
143 波長フィルター
151 メイン基板
152 サブ基板A
153 サブ基板B
201、202 領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Visible light communication system 2 Power supply device 3 Light source unit 4 Light receiving unit 5 Case 6 Outlet 7 Connection cable 8 Illumination unit 21, 33, 33a, 33b Board | substrate 31, 141 Case part 32 Solid light emitting element 34 Protective translucent board 35 Optical element 36 Support body 41 Commercial power supply 42 Rectification unit 43 Measurement unit 44 Selection unit 45 Detection unit 46 Microcomputer unit 47, 47a, 47b Light emission unit 51, 52 Inductor 53, 64 Capacitor 54 Diode bridge 55, 65, 66 Resistance 56, 58 Driver 57, 59 FET
60, 61, 67 Transformer 62, 63, 68 Diode 69 Controller unit 101 Power supply unit 142 Light receiving element 143 Wavelength filter 151 Main board 152 Sub board A
153 Sub-substrate B
201, 202 area

Claims (15)

ベアチップからなる素子部と、前記素子部から発せられる第1の波長領域の光に励起され、第2の波長領域の光を発する蛍光体部とにより構成される複数の固体発光素子を具備し、前記複数の固体発光素子の少なくとも一部に供給する直流を任意の情報に基づき変調することにより前記任意の情報を送信する送信ユニットと、前記送信ユニットから送信される前記任意の情報を受信する受光ユニットとにより構成される可視光通信システムにおいて、
前記受光ユニットは、
前記第1の波長領域の光の少なくとも一部を透過し、かつ前記第2の波長領域の光を透過しないフィルター部と、
前記フィルター部を透過した光を受光する受光素子とを備える
ことを特徴とする可視光通信システム。
Comprising a plurality of solid state light emitting elements composed of an element part composed of a bare chip and a phosphor part that is excited by light in the first wavelength region emitted from the element part and emits light in the second wavelength region; A transmission unit that transmits the arbitrary information by modulating direct current supplied to at least a part of the plurality of solid state light emitting elements based on arbitrary information, and a light receiving unit that receives the arbitrary information transmitted from the transmission unit In a visible light communication system composed of units,
The light receiving unit is
A filter unit that transmits at least a part of the light in the first wavelength region and does not transmit the light in the second wavelength region;
A visible light communication system, comprising: a light receiving element that receives light transmitted through the filter unit.
前記任意の情報に基づき変調された直流が供給される前記固体発光素子の発光方向には、集光を行う光学素子が設置される
ことを特徴とする請求項1に記載の可視光通信システム。
The visible light communication system according to claim 1, wherein an optical element that collects light is installed in a light emission direction of the solid state light emitting element to which a direct current modulated based on the arbitrary information is supplied.
前記受光素子は、少なくとも通信速度10Mバイト/秒以上の通信速度に対応する素子である
ことを特徴とする請求項1に記載の可視光通信システム。
The visible light communication system according to claim 1, wherein the light receiving element is an element corresponding to a communication speed of at least a communication speed of 10 Mbytes / second or more.
前記フィルター部は、波長470nm以下の波長領域の光を透過する
ことを特徴とする請求項1に記載の可視光通信システム。
The visible light communication system according to claim 1, wherein the filter unit transmits light in a wavelength region having a wavelength of 470 nm or less.
前記複数の固体発光素子に供給される直流は、交流の電源を利用する電源装置により生成され、
前記電源装置は、
前記交流を脈流に変換する変換手段と、
前記脈流の通過/非通過を選択し、通過した前記脈流の変圧を行う選択手段と、
前記選択手段に対し変圧に関する指定を行う指定手段とを備え、
前記選択手段は、巻線比(2次側の巻線数/1次側の巻線数)の異なる複数の変圧器を具備し、
前記指定手段は、任意の時刻において、前記脈流の瞬時値に基づき、前記複数の変圧器のうち何れか1つを変圧に供する変圧器として指定する
ことを特徴とする請求項1に記載の可視光通信システム。
The direct current supplied to the plurality of solid state light emitting elements is generated by a power supply device using an alternating current power source,
The power supply device
Conversion means for converting the alternating current into a pulsating flow;
Selecting means for selecting pass / non-pass of the pulsating flow and transforming the pulsating flow that has passed;
Specifying means for specifying the transformation with respect to the selection means,
The selection means includes a plurality of transformers having different winding ratios (number of secondary windings / number of primary windings),
2. The specification unit according to claim 1, wherein the designation unit designates any one of the plurality of transformers as a transformer to be used for voltage transformation based on an instantaneous value of the pulsating flow at an arbitrary time. Visible light communication system.
前記選択手段が具備する前記複数の変圧器とは、
前記巻線比が、1/nである第1変圧器と、
前記巻線比が、1/m(n>m)である第2変圧器とであって、
前記指定手段は、
前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が所定の閾値以上の場合、前記第1変圧器を指定し、
前記任意の時刻における前記脈流の瞬時値が前記所定の閾値以下の場合、前記第2変圧器を指定する
ことを特徴とする請求項5に記載の可視光通信システム。
The plurality of transformers included in the selection means are:
A first transformer having a winding ratio of 1 / n;
A second transformer having a winding ratio of 1 / m (n> m),
The designation means is:
If the instantaneous value of the pulsating flow at the arbitrary time is greater than or equal to a predetermined threshold, the first transformer is designated,
The visible light communication system according to claim 5, wherein when the instantaneous value of the pulsating flow at the arbitrary time is equal to or less than the predetermined threshold value, the second transformer is designated.
前記電源装置は、さらに、
前記脈流の通過/非通過の時間比であるデューティ比を、前記選択手段に対し指示する指示手段を備え、
前記指示手段は、前記脈流の所定期間の平均値に基づき、前記脈流の推定波形を求め、
所定時刻における前記脈流の瞬時値と、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値との比較結果に基づき、前記デューティ比を指示すること
を特徴とする請求項5に記載の可視光通信システム。
The power supply device further includes:
An instruction means for instructing the selection means a duty ratio that is a time ratio of the passage / non-passage of the pulsating flow;
The instruction means obtains an estimated waveform of the pulsating flow based on an average value of the pulsating flow for a predetermined period,
The duty ratio is indicated based on a comparison result between an instantaneous value of the pulsating flow at a predetermined time and an estimated instantaneous value of the pulsating flow at the predetermined time based on the estimated waveform. Visible light communication system.
前記指示手段は、
所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を上回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し低いデューティ比を指示し、
所定時刻における前記脈流の瞬時値が、前記推定波形に基づく前記所定時刻における前記脈流の推定瞬時値を下回る場合には、前記所定時刻直前のデューティ比に対し高いデューティ比を指示する
ことを特徴とする請求項7に記載の可視光通信システム。
The instruction means includes
When the instantaneous value of the pulsating flow at a predetermined time exceeds the estimated instantaneous value of the pulsating flow at the predetermined time based on the estimated waveform, a low duty ratio is indicated with respect to the duty ratio immediately before the predetermined time,
When the instantaneous value of the pulsating flow at a predetermined time is lower than the estimated instantaneous value of the pulsating flow at the predetermined time based on the estimated waveform, a higher duty ratio is indicated with respect to the duty ratio immediately before the predetermined time. The visible light communication system according to claim 7, characterized in that:
前記所定期間とは、少なくとも前記交流の電源の1/2周期に相当する期間以上である
ことを特徴とする請求項7に記載の可視光通信システム。
The visible light communication system according to claim 7, wherein the predetermined period is at least a period corresponding to a half cycle of the AC power supply.
前記第1変圧器が有する電気容量は、前記第2変圧器が有する電気容量より大きい
ことを特徴とする請求項6に記載の可視光通信システム。
The visible light communication system according to claim 6, wherein an electric capacity of the first transformer is larger than an electric capacity of the second transformer.
前記電源装置は、さらに、
略円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の一部が実装されるメイン片面実装基板と、
略半円形状であり、該電源装置を構成する回路素子の残部が実装される第1のサブ片面実装基板とを備え、
前記電源装置は、円柱型であり、前記メイン片面実装基板の実装面と、前記第1のサブ片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成される
ことを特徴とする請求項7に記載の可視光通信システム。
The power supply device further includes:
A main single-sided mounting board on which a part of circuit elements constituting the power supply device is mounted;
A first sub-single-sided mounting board that is substantially semicircular and on which the rest of the circuit elements constituting the power supply device are mounted;
The said power supply device is a column shape, Comprising: The mounting surface of the said main single-sided mounting board | substrate and the mounting surface of a said 1st sub single-sided mounting board | substrate are comprised facing each other. Visible light communication system.
前記電源装置は、さらに、
第2のサブの片面実装基板と、
フォトカプラと、
マイクロコンピュータを具備し、前記指定手段と前記指示手段とを含み構成されるマイコンユニットと、
前記マイコンユニットを駆動させるマイコン電源部とを備え、
前記マイコンユニット及び前記マイコン電源部は、前記第2のサブの片面実装基板に実装され、
前記電源装置は、前記第2のサブ片面実装基板の実装面と、前記メイン片面実装基板の実装面とを向かい合わせて構成される
ことを特徴とする請求項11に記載の可視光通信システム。
The power supply device further includes:
A second sub single-sided mounting board;
A photocoupler,
A microcomputer unit comprising a microcomputer and including the designation means and the instruction means;
A microcomputer power supply unit for driving the microcomputer unit;
The microcomputer unit and the microcomputer power supply unit are mounted on the second sub single-sided mounting board,
The visible light communication system according to claim 11, wherein the power supply device is configured such that a mounting surface of the second sub-single-side mounting substrate faces a mounting surface of the main single-side mounting substrate.
前記電源装置の高さは、該電源装置を構成する回路素子のうち、最も高い回路素子に略等しい
ことを特徴とする請求項12に記載の可視光通信システム。
The visible light communication system according to claim 12, wherein a height of the power supply device is substantially equal to a highest circuit element among circuit elements constituting the power supply device.
前記メイン片面実装基板と前記第1のサブ片面実装基板との距離が前記回路素子の高さに略等しくなるように配置されて実装される
ことを特徴とする請求項13に記載の可視光通信システム。
The visible light communication according to claim 13, wherein the main single-sided mounting board and the first sub-single-sided mounting board are arranged and mounted such that a distance between the main single-sided mounting board and the first sub-single-sided mounting board is substantially equal to a height of the circuit element. system.
前記回路素子は、前記複数の変圧器のうち何れか1つである
ことを特徴とする請求項14に記載の可視光通信システム。
The visible light communication system according to claim 14, wherein the circuit element is any one of the plurality of transformers.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110020534A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 삼성전자주식회사 Visible light communication system
JPWO2014013639A1 (en) * 2012-07-18 2016-06-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Visible light communication system
US20160282232A1 (en) * 2015-03-27 2016-09-29 Aktiebolaget Skf Synchronized measurements for a portable multi-channel wireless sensor system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110020534A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 삼성전자주식회사 Visible light communication system
KR101596471B1 (en) * 2009-08-24 2016-02-23 삼성디스플레이 주식회사 Visible light communications system
JPWO2014013639A1 (en) * 2012-07-18 2016-06-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Visible light communication system
US20160282232A1 (en) * 2015-03-27 2016-09-29 Aktiebolaget Skf Synchronized measurements for a portable multi-channel wireless sensor system
US9759636B2 (en) * 2015-03-27 2017-09-12 Aktiebolaget Skf Synchronized measurements for a portable multi-channel wireless sensor system

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