專利名稱：照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，特別是涉及一種在光源中使用發(fā)光二極管(LED， light-emitting diode)的照明裝置。
背景技術(shù)：
作為在電視演播室(television studio)或劇場中使用的照明裝置，開發(fā)有一種 在光源中使用LED來進行調(diào)光控制的照明裝置。在LED的調(diào)光控制中，例如日本專利特開2008-210537號公報所示，使用電流控制 方式和脈沖寬度調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulation)控制方式，所述電流控制方式是使持 續(xù)電流流經(jīng)LED而使電流值發(fā)生變化的方式，所述脈沖寬度調(diào)制控制方式是使電流值固定 而使電流流經(jīng)LED的時間發(fā)生變化的方式。PWM控制方式具有在調(diào)光時LED的色溫不會發(fā)生變化的特征，但另一方面卻存在 下述問題在用電視攝像機(television camera)進行拍攝時，由于電視攝像機的垂直頻 率與LED的點燈頻率之間的差異，尤其當調(diào)光比較低時，所拍攝的影像的亮度會發(fā)生變化 而發(fā)生閃爍(flicker)的現(xiàn)象。為了防止該閃爍的發(fā)生，通過提高PWM控制的點燈頻率，來針對電視攝像機而降 低LED的亮度變化。但是，先前雖然通過提高PWM控制的點燈頻率而防止了閃爍的產(chǎn)生，但 是為了提高PWM控制的點燈頻率，必須提高控制電路的中央處理器(CPU，central process unit)的性能或驅(qū)動LED的驅(qū)動電路的響應性，因此存在零件構(gòu)成的價格高昂的問題。而 且，還存在下述問題由于提高了 PWM控制的點燈頻率，因而點燈周期變短，因此變得難以 增大PWM控制的級數(shù)，從而難以平滑地對LED進行調(diào)光。由此可見，上述現(xiàn)有的照明裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟 待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道， 但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問 題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設一種新型的照明裝置，實屬當前重 要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的照明裝置存在的缺陷，而提供一種新型的照明裝 置，所要解決的技術(shù)問題是使其無須提高點燈頻率便能降低閃爍的產(chǎn)生，由此可使零件構(gòu) 成的價格低廉，非常適于實用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。為達到上述目 的，依據(jù)本發(fā)明的照明裝置，其技術(shù)方案1所述的照明裝置包括光源部，包括具有LED的多 個LED電路；多個驅(qū)動電路，對應于PWM信號的輸入，而使每個LED電路來對LED進行點燈； 以及PWM控制電路，對應于調(diào)光信號的輸入，而對每個驅(qū)動電路輸出PWM信號，并且使針對 每個驅(qū)動電路的該PWM信號的輸出時序(timing)不同。
這樣，針對每個驅(qū)動電路，即，針對每個LED電路，使從PWM控制電路輸出的PWM信 號的輸出時序不同，從而即使降低調(diào)光比，也能夠使作為光源部整體的LED的熄滅時間減 少，因此亮度的變化較小，無須提高點燈頻率便能夠降低閃爍的產(chǎn)生。因此，無須為了降低 閃爍而提高點燈頻率，因此可將點燈頻率抑制得較低，由此能夠使零件構(gòu)成的價格低廉。而 且，由于點燈頻率不變高，因而還能夠相應地增大級數(shù)而平滑地對LED進行調(diào)光。光源部例如是連接于多個LED電路的LED的集合體，例如呈曲面或平面地排列而 構(gòu)成。LED電路只要至少為大于等于2系統(tǒng)即可，LED電路中所含的LED既可以是1個，也 可以是大于等于2個的多個。LED例如除了使用出射白色光的LED以外，亦可使用出射紅 色、綠色以及藍色等的各光的各LED。驅(qū)動電路中，例如對應于PWM信號的輸入，場效應晶體管(field effecttransistor, FET)等的開關(guān)(switching)元件進行開/關(guān)，使電流流經(jīng)LED電路的 LED的時間發(fā)生變化，以進行調(diào)光。PWM控制電路例如對應于調(diào)光信號的輸入而生成PWM信號，使針對每個驅(qū)動電路 的、該生成的PWM信號的輸出時序不同。為了使針對每個驅(qū)動電路的、PWM信號的輸出時序 不同，只要任意地設定即可，例如使每個LED電路依次對LED進行點燈，以使得當調(diào)光比較 低時，作為光源部整體的LED的熄滅時間變少。而且，本發(fā)明的照明裝置中，PWM控制電路針對每個驅(qū)動電路使PWM信號的輸出時 序逐個相差將點燈周期除以LED電路的數(shù)量所得的時間。這樣，由于針對每個驅(qū)動電路，即，針對每個LED電路，使PWM信號的輸出時序逐個 相差將點燈周期除以LED電路的數(shù)量所得的時間，因此即使降低調(diào)光比，也能夠減少作為 光源部整體的LED的熄滅時間，亮度的變化較少，能夠降低閃爍的產(chǎn)生。而且，本發(fā)明的照明裝置中，PWM控制電路分為點燈周期的前側(cè)與后側(cè)，而使針對 每個驅(qū)動電路的、PWM信號的輸出時序不同。這樣，由于分為點燈周期的前側(cè)與后側(cè)，而使針對每個驅(qū)動電路的、PWM信號的輸 出時序不同，因此即使降低調(diào)光比，也能夠減少作為光源部整體的LED的熄滅時間，亮度的 變化較少，能夠降低閃爍的產(chǎn)生。而且，本發(fā)明的照明裝置中，PWM控制電路在低于規(guī)定的調(diào)光比的范圍內(nèi)，使針對 每個驅(qū)動電路的、PWM信號的輸出時序不同。這樣，由于在低于規(guī)定的調(diào)光比的范圍內(nèi)，針對每個驅(qū)動電路，S卩，針對每個LED 電路，使PWM信號的輸出時序不同，因此即使在亮度易變化的調(diào)光比較低的范圍內(nèi)，也能夠 降低閃爍的產(chǎn)生。所謂低于規(guī)定的調(diào)光比的范圍，例如是指當PWM信號的輸出時序相同時，亮度發(fā) 生變化而產(chǎn)生閃爍的范圍。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 照明裝置至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明無須提高點燈頻率便能降低閃爍的產(chǎn)生， 由此可使零件構(gòu)成的價格低廉，非常適于實用。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種照明裝置，其中的光源部(14)包括具有多個 LED (26)的多個LED電路(27)。設置對應于PWM信號的輸入而使每個LED電路(27)來對 LED (26)進行點燈的多個驅(qū)動電路(32)。通過PWM控制電路(33)，對應于調(diào)光信號的輸入來對每個驅(qū)動電路(32)輸出PWM信號，并且使針對每個驅(qū)動電路(32)的該PWM信號的輸 出時序不同。通過使PWM信號的輸出時序不同，即使降低調(diào)光比，作為光源部(14)整體而 言LED(26)熄滅的時間也較少，無須提高點燈頻率便可降低閃爍的產(chǎn)生。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的照明裝置的電路圖。圖2是使上述照明裝置的PWM控制的PWM信號的輸出時序不同的時序圖(timing chart)ο圖3是作為上述照明裝置的PWM控制的比較例，PWM信號的輸出時序相同的情況 下的時序圖。圖4是上述照明裝置的構(gòu)成示意圖。圖5是上述照明裝置的光源部的正面示意圖。圖6是使本發(fā)明的第2實施方式的照明裝置的PWM控制的PWM信號的輸出時序不 同的時序圖。11 照明裝置12 光源單元13:投影單元14 光源部15 :散熱器16 電源部17 控制部18 操作部19 筒狀光路20 截光器單元21a、21b 投影透鏡22a、22b 調(diào)整手柄25:印刷基板26 =LED27,27a 27j :LED 電路28 假想圓形29a 29 j 電源端子32:驅(qū)動電路33:PWM控制電路
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的照明裝置其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效， 詳細說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說明，在以下的實施例中，相同的元件以相同 的編號表示。圖1至圖5表示第1實施方式，圖1是照明裝置的電路圖，圖2是通過照明裝置的 PWM控制來使PWM信號的輸出時序不同的時序圖(timingchart)，圖3是作為照明裝置的 PWM控制的比較例而PWM信號的輸出時序相同的情況下的時序圖，圖4是照明裝置的構(gòu)成圖 示意，圖5是照明裝置的光源部的正面示意圖。如圖4所示，照明裝置11為聚光燈(spotlight)，具備出射光的光源單元 (unit) 12以及將從光源單元12出射的光予以投影的投影單元13。光源單元12具備作為面狀光源的光源部14、對該光源部14所產(chǎn)生的熱進行散 熱的散熱器15、對光源部14供給點燈電源的電源部16、對光源部14進行點燈控制的控制 部17、進行光源部14的點燈操作的操作部18、將光源部14的光引導至投影單元13的筒狀 光路19、以及對從筒狀光路19出射的光的形狀進行控制的截光器(cutter)單元20等。投影單元13具備將從光源單元12出射的光予以聚光并投影至外部的投影透鏡 (lens)21a、21b ；以及對投影分布進行調(diào)整的調(diào)整手柄(handle) 22a、22b。如圖5所示，光源部14是在平板狀的印刷(print)基板25上安裝著多個芯片 (chip)狀的LED26而構(gòu)成。在該光源部14中，使用出射白色光的LED26。另外，也可以使 用出射紅色、綠色以及藍色光的LED26來作為補色用。光源部14中，多個LED26被串聯(lián)連接著，并且被分組(group)為排列成矩形的多 個LED電路27，將多個這些LED電路27組合起來，使得發(fā)光區(qū)域近似為假想圓形28。圖5中，表示被分組為10個LED電路27a 27 j的示例。各LED電路27a 27 j 各自具有電源端子29a 29j，利用控制部17的點燈控制，從電源部16對這些電源端子 29a 29 j供給點燈電源，從而對各LED電路27a 27 j的LED26進行點燈。這樣，各LED 電路27a 27 j電性獨立。各LED電路27a 27 j是多個LED26排列成矩形而形成，但各LED電路27a 27 j 被分類為多個LED26排列成不同大小的矩形的三種。各LED電路27a 27j中，三種的矩 形短邊的長度均相同，在其短邊方向上，串聯(lián)連接著7個LED26，該串聯(lián)連接的電路以組為 單位而并聯(lián)連接著。光源部14的中央部的LED電路27c、27h是矩形長邊的長度為最長的 最長組，兩端部的LED電路27a、27e、27f、27j是矩形長邊的長度為最短的最短組，最長組與 最短組之間的中間部的LED電路27b、27d、27g、27i是矩形長邊的長度為中間長的中間組。如圖1所示，控制部17具備多個驅(qū)動電路32，對應于PWM信號的輸入，而對每個 LED電路27來驅(qū)動LED26 ；以及PWM控制電路33，對應于調(diào)光信號的輸入，而對每個驅(qū)動電 路32輸出P麗信號。各驅(qū)動電路32對應于PWM信號的輸入，使FET等的開關(guān)元件進行開/關(guān)(0N/0FF)， 以從電源部16使電流值固定而使電流流經(jīng)各LED電路27的LED26的時間發(fā)生變化。PWM控制電路33對應于調(diào)光信號的調(diào)光比(調(diào)光電平(IeveD)O 100%，來對 每個驅(qū)動電路32生成PWM信號，并且在使LED26點燈的規(guī)定的點燈頻率的點燈周期中，以不同的時序來對每個驅(qū)動電路32產(chǎn)生同步信號，并根據(jù)該同步信號，以不同的輸出時序來 對每個驅(qū)動電路32輸出PWM信號。對于PWM控制電路33，例如輸入有256級的調(diào)光信號， 但在PWM控制電路33中，轉(zhuǎn)換成1024級或2048級等的較大的級數(shù)以輸出PWM信號。此處，在圖3的時序圖中，表示設LED電路27的數(shù)量為4的4系統(tǒng)，且為這些LED 電路27的每一個的PWM信號的輸出時序均相同時的比較例。該比較例中，在以調(diào)光比25 % 來對LED26進行點燈的情況下，在使LED26點燈的點燈頻率的點燈周期中，4系統(tǒng)均以相同 的時序來產(chǎn)生同步信號，并輸出PWM信號。因此，LED26僅在點燈周期的1個周期的前側(cè)1/4 中點燈，而在后側(cè)3/4中LED26熄滅，因此亮度會發(fā)生變化而產(chǎn)生閃爍。如果在此種照明狀 態(tài)下用電視攝像機進行拍攝，則拍攝出的影像的亮度會發(fā)生變化而產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。并且，圖2的時序圖中，表示設LED電路27的數(shù)量為4的4系統(tǒng)，且使這些LED電 路27的每一個的PWM信號的輸出時序不同的本實施方式的示例。本實施方式的示例中，使 每個驅(qū)動電路32的、PWM信號的輸出時序逐個相差將點燈周期的1個周期除以LED電路27 的系統(tǒng)數(shù)所得的時間。圖2中，LED電路27的數(shù)量為4系統(tǒng)，因此使PWM信號的輸出時序逐個相差點燈 周期的1個周期的1/4時間。點燈頻率例如為7. SkHz左右。此處，在以調(diào)光比25%來對LED26進行點燈時，在點燈周期的1個周期中，4系統(tǒng) 的LED電路27中，任一 LED電路27的LED26點燈，作為光源部14整體而言LED26始終點 燈，因此亮度為固定。而且，在調(diào)光比高于25%的范圍內(nèi)，4系統(tǒng)的LED電路27的LED26重 復點燈，作為光源部14整體而言LED26始終點燈。另一方面，在調(diào)光比低于25%的范圍內(nèi)，在4系統(tǒng)的LED電路27間LED26的點燈 進行切換時，雖然會產(chǎn)生任一 LED26均熄滅的時間，但作為光源部14整體而言LED26熄滅 的時間遠少于圖3所示般PWM信號的輸出時序相同的情況，因此亮度的變化較少，能夠降低 閃爍的產(chǎn)生。并且，作為光源部14整體而言LED26熄滅的時間分散在點燈周期的1個周期 中，因此與一連串地連續(xù)的情況相比，作為光源部14整體的亮度的變化較少，能夠降低閃 爍的產(chǎn)生。因此，在用電視攝像機來對由該照明裝置11所照明的被攝體進行拍攝時，即使特 別降低調(diào)光比，也能夠使所拍攝的影像的亮度發(fā)生變化而產(chǎn)生閃爍的現(xiàn)象降低。這樣，通過采用使每個驅(qū)動電路32的PWM信號的輸出時序不同的方式，無需如先 前般為了降低閃爍來提高LED26的點燈頻率，而能夠降低閃爍的產(chǎn)生。因此，能夠?qū)ED26 的點燈頻率抑制至較低的3 4kHz左右，由此對于PWM控制電路33中所用的CPU的性能 或驅(qū)動電路32的響應性不再要求高性能，能夠使零件構(gòu)成的價格低廉。并且，通過將LED26的點燈頻率抑制得較低，能夠延長點燈周期，因此能夠?qū)WM 信號的級數(shù)設為例如1024級或2048級之類的大的級數(shù)，從而能夠平滑地對LED26進行調(diào) 光。進而，通過將LED26的點燈頻率抑制得較低，能夠降低從驅(qū)動電路32或照明裝置 11的框體等產(chǎn)生高頻噪聲(noise)的情況。而且，使針對每個驅(qū)動電路32的、PWM信號的輸出時序不同的控制，只要至少在比 當PWM信號的輸出時序相同時亮度發(fā)生變化而產(chǎn)生閃爍的規(guī)定的調(diào)光比更低的范圍內(nèi)實 施即可。在高于規(guī)定的調(diào)光比的范圍內(nèi)，即使PWM信號的輸出時序相同，因亮度的變化而造成的閃爍的產(chǎn)生也較少，因此既可使針對每個驅(qū)動電路32的、PWM信號的輸出時序不同，亦 可使之相同。而且，圖6表示第2實施方式，圖6是使照明裝置的PffM控制的PWM信號的輸出時 序不同的時序圖。PWM控制電路33分為點燈周期的前側(cè)與后側(cè)來進行控制，以使針對每個驅(qū)動電路 32的、PWM信號的輸出時序不同。圖6中是LED電路27的數(shù)量為2的2系統(tǒng)，且調(diào)光比為25%的情況，分為點燈周 期的前側(cè)與后側(cè)而產(chǎn)生同步信號，根據(jù)該同步信號，以不同的輸出時序來對每個驅(qū)動電路 32輸出PWM信號。即，分為在點燈周期的前側(cè)具有PWM信號的輸出時序的驅(qū)動電路32即 LED電路27、與在點燈周期的后側(cè)具有PWM信號的輸出時序的驅(qū)動電路32即LED電路27。 此時，對應于調(diào)光比，在點燈周期的后側(cè)輸出的PWM信號的輸出時序發(fā)生變動。此時，PWM信號1、2均由相同的同步信號來進行控制。PWM信號2在同步信號之 后，經(jīng)過從點燈周期減去PWM控制的點燈時間所得的時間(熄滅時間)之后打開(on)。并且，在調(diào)光比低于50%的范圍內(nèi)，在2系統(tǒng)的LED電路27間切換LED26的點燈 時，雖然會產(chǎn)生任一 LED26均熄滅的時間，但作為光源部14整體而言LED26熄滅的時間遠 少于例如圖3所示般PWM信號的輸出時序相同的情況，因此亮度的變化較少，能夠降低閃爍 的產(chǎn)生。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì) 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種照明裝置，其特征在于包括光源部(14)，包括具有LED(26)的多個LED電路(27)；多個驅(qū)動電路(32)，對應于PWM信號的輸入，而使每個LED電路(27)來對LED(26)進行點燈；以及PWM控制電路(33)，對應于調(diào)光信號的輸入，而對每個驅(qū)動電路(32)輸出PWM信號，并且使針對每個驅(qū)動電路(32)的該PWM信號的輸出時序不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于其中所述的PWM控制電路(33)針對每 個驅(qū)動電路(32)而使PWM信號的輸出時序逐個相差將點燈周期除以LED電路(27)的數(shù)量 所得的時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于其中所述的PWM控制電路(33)分為點 燈周期的前側(cè)與后側(cè)，而使針對每個驅(qū)動電路(32)的、PWM信號的輸出時序不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的照明裝置，其特征在于其中所述的PWM 控制電路(33)在低于規(guī)定的調(diào)光比的范圍內(nèi)，使針對每個驅(qū)動電路(32)的、PWM信號的輸 出時序不同。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種照明裝置，其中的光源部(14)包括具有多個LED(26)的多個LED電路(27)。設置對應于PWM信號的輸入而使每個LED電路(27)來對LED(26)進行點燈的多個驅(qū)動電路(32)。通過PWM控制電路(33)，對應于調(diào)光信號的輸入來對每個驅(qū)動電路(32)輸出PWM信號，并且使針對每個驅(qū)動電路(32)的該PWM信號的輸出時序不同。通過使PWM信號的輸出時序不同，即使降低調(diào)光比，作為光源部(14)整體而言LED(26)熄滅的時間也較少，無須提高點燈頻率便可降低閃爍的產(chǎn)生。
文檔編號F21S2/00GK101886757SQ20101017823
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者右田幸司, 高坂啟太郎 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社;株式會社東芝