JP2008177144A

JP2008177144A - 照明装置

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Publication number: JP2008177144A
Application number: JP2007105488A
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Inventors: Sadatane Nakayama; 貞胤中山; Shigeru Nagamune; 茂長宗; Satoshi Fujiwara; 聡藤原; Atsunari Makabe; 厚成真壁; Masaru Shigesada; 賢繁定; Naoki Kataoka; 直紀片岡; Hiroshi Ito; 廣伊藤; Yukitoshi Kawai; 行利河合
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Abstract

【課題】交流の電源を用いて、ＬＥＤを適切に動作することができ、信頼性が高く、十分に小型化された電源装置を用いた照明装置を提供する。
【解決手段】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って照明する照明装置１００であって、電源の交流を直流に変換する交流直流変換部と、長方形状であり、前記交流直流変換部の１部が実装されるメイン片面実装基板と、長方形状であり、前記交流直流変換部の残部が実装される第１のサブ片面実装基板とを有する電源装置１を備え、電源装置１は、箸箱型であり、メイン片面実装基板の実装面と、第１のサブ片面実装基板の実装面とを長辺方向に沿って向かい合わせて構成されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は照明装置に関し、特に、交流電源を利用した、光源に発光ダイオードなどの固体発光素子を用いた照明装置に関する。

近年、環境への意識の向上が高まり、白熱電球、蛍光ランプ及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、また水銀及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。

発光ダイオードの中でも、１Ｗ以上の入力容量を有するいわゆるハイパワー発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載。）は、発光強度が強く照明用途に最適である。また、ＬＥＤの光変換効率は年々向上しており、今後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。

ＬＥＤの駆動には、定電流タイプの直流電源を使用することが望ましい。これは、ＬＥＤは固体発光素子であって、供給される電流値に応じて発光強度が決定されるからである。それ故、電流値を規定できる定電流タイプの直流電源がＬＥＤの駆動には好適である。また、ＬＥＤは従来の蛍光ランプなどと比べて非常に小さく、個数を任意に選ぶことで、大きさを任意に設計することができる。そのため、ＬＥＤを光源とした照明装置の電源部分は小型であればあるほど良い。

そこで、ＬＥＤを定電流で駆動させるための電源として、直流電源から供給された直流電圧を発光ダイオードの有する順方向電圧にあわせて、昇圧または降圧した後に発光ダイオードに供給する電源装置が提案されている（例えば、特許文献１。）。

また、商用電源で駆動できる定電流直流電源として、交流電力を全波整流し、平滑化コンデンサを用いて一度直流化した後、パルス化し、その後、所定の処理を行い、発光ダイオードに供給する定電流直流電源装置が提案されている（例えば、特許文献２。）。

また、商用電源で駆動される直流電源を使用したバックライト装置が提案されている（例えば、特許文献３。）。特許文献３記載の直流電源装置では、定電流タイプのものではないが、平滑コンデンサを不要とした直流電源を実現している。
特開２００６−２１０８３５号公報特開平８−２４１１３３号公報特開２００４−３０３４３１号公報

しかしながら、従来の電源装置を用いた、光源に発光ダイオードなどの固体発光素子を用いる照明装置では、小型化が十分でないという問題がある。

上記特許文献１記載の光源に発光ダイオードなどの固体発光素子を用いる照明装置（以下、ＬＥＤ照明装置と記載。）では、直流電源がＬＥＤを駆動させる駆動電源となっている。ところで、ＬＥＤを家庭あるいは事業所用の照明の光源として、あるいは駅構内などの広告表示装置の光源として使用する場合においては、その電源を商用電源とすることが一般的である。商用電源は、交流電源である。直流電源をその電源とする特許文献１記載のＬＥＤ照明装置では、交流電源ではそのまま使用できず、ＬＥＤ照明装置とは別に、商用電源の交流を直流に変換する電源装置が必要となり、小型化を十分に図れない。

ところで、平滑化コンデンサには、一般に容量の大きな電解コンデンサが使用される。電解コンデンサは体積が大きく、それ故装置の大型化を招いてしまう。また、電解コンデンサは周囲温度により容易にその容量変化が発生してしまう。そのため、電解コンデンサを用いた装置は信頼性が低く、寿命が短くなりやすいという問題もある。

上記特許文献２記載の定電流直流電源では、平滑化コンデンサを使用している。そのため、上記特許文献２記載の定電流直流電源は、十分に小型化できない。さらに、上記特許文献２記載の定電流直流電源の信頼性は高くない。

また、上記特許文献３記載のバックライト装置内の直流電源は、上記のとおり平滑コンデンサを使用しないものの、ＬＥＤなどの固体発光素子用としての考慮はされていない。そのため、上記特許文献３記載の直流電源を適用したＬＥＤ照明装置では、小型化を十分に図れない。

さらに、ＬＥＤはその長寿命性が特徴のひとつである。それ故、使用方法によっては１０年以上使用することも可能である。そのため、それを駆動する装置も長期にわたっての安定性等の信頼性が求められる。上記特許文献３記載のバックライト装置内の直流電源では、長期にわたる安定性については考慮はされていない。それ故、上記特許文献３記載の電源装置を適用したＬＥＤ照明装置の信頼性は高くない。

本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであって、交流の電源を用いて、ＬＥＤを適切に動作することができ、信頼性が高く、十分に小型化された電源装置を用いた照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の照明装置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って照明する照明装置であって、電源の交流を直流に変換する交流直流変換手段と、長方形状であり、前記交流直流変換手段の１部が実装されるメイン片面実装基板と、長方形状であり、前記交流直流変換手段の残部が実装される第１のサブ片面実装基板とを有する電源装置を備え、前記電源装置は、箸箱型であり、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長辺方向に沿って向かい合わせて構成されることを特徴とする。

この構成により、交流直流変換手段の回路部品を配置させた複数の片面実装基板を対向させて高密度化することで、固体発光素子を用いた光源を用いた電源装置の体積を略箸箱の大きさにまで小さくすることができる。すなわち、十分に小型化された電源装置を用いた照明装置を実現することができる。

ここで、交流直流変換手段は、前記電源の正弦波の電圧を脈流に変換する脈流変換手段と前記脈流変換手段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との比であるデューティ比を制御するためのスイッチ手段と前記スイッチ手段からの脈流の電圧を変圧する変圧器と前記変圧器により変圧された電圧を平滑する平滑手段とを備えてもよい。

ところで、平滑コンデンサに用いられる電解コンデンサは、大きな容量を必要とするため、体積が大きい。また、平滑コンデンサに用いられる電解コンデンサは、周囲温度の影響により容量が変化しやすく、電解コンデンサを用いる電源装置の信頼性は高くない。この構成により、交流電源を利用し、直流に変換する回路部品に、大きさが大きく信頼性が高くない平滑コンデンサを用いる必要がなくなり、固体発光素子を用いた光源を用いた電源装置を小型化し、かつ信頼性を向上することができる。

ここで、前記電源装置は、さらに、第２のサブの片面実装基板と、フォトカプラと前記スイッチ手段に対して、前記デューティ比を前記フォトカプラを介して制御するマイコン部と、前記マイコン部を駆動させるマイコン電源部とを備え、前記マイコン部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、前記第２のサブ片面実装基板は、前記メイン片面実装基板の実装面と、長辺方向に沿って向かい合わせに配置されてもよい。

この構成により、マイコン電源部と前記マイコン部を駆動させるマイコン電源部とが実装される片面実装基板と、交流直流変換手段が実装される片面実装基板を別にし、フォトカプラを用いることにより、マイコン部及び前記マイコン部を駆動させるマイコン電源部と交流直流変換手段とを電気的に絶縁することができる。それにより、照明装置の電源装置の安定性を高め、故障を防ぐことができるので、照明装置の信頼性を向上することができる。

ここで、前記電源装置の高さは、前記交流直流変換手段が備える回路部品のうち、最も高い第１の回路部品に略等しく、前記電源装置の短辺方向の長さは、前記交流直流変換手段が備える回路部品のうち、最も幅の広い第２の回路部品に略等しくてもよい。このとき、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第１の回路部品の高さに略等しく、前記メイン及び前記第１のサブの片面実装基板の短辺の長さが前記第２の回路部品の幅に略等しくなるように配置されて実装されてもよい。

この構成により、照明装置を構成する電源装置の大きさを最小にすることができる。それにより、十分に小型化された電源装置を用いた照明装置を実現することができる。

なお、前記第１及び前記第２の回路部品は、同じ回路部品であり、前記変圧器であってもよい。

この構成により、前記変圧器の大きさ及び高さを上限にして電源装置を構成する回路部品を片面実装基板に最適に配置することができるので、十分に小型化された電源装置を実現することができる。

ここで、前記電源装置は、温度を検出する検出手段を備え、前記マイコン部は、前記検出手段により検出された温度が第１の温度を超える場合には、オン時間を短くするようスイッチ手段を制御してもよい。このとき、前記電源装置は、温度を検出する検出手段を備え、前記マイコン部は、前記検出手段により検出された温度が第２の温度を下回る場合には、オン時間を長くするようスイッチ手段を制御してもよい。

この構成によれば、照明装置を安全に駆動させる温度範囲の上限を第１の温度、下限を第２の温度とした場合に、電源装置により検出される温度が照明装置を安全に駆動させる温度範囲から外れる場合には、マイコン部がスイッチ手段を制御することで、第１の温度以下あるいは第２の温度以上となるように温度調整を実施する。これにより、照明装置は照明装置の安全動作範囲で適切に駆動させることができるので、照明装置の安定性を高め、故障を防ぐことができる。すなわち、照明装置の信頼性を向上することができる。

ここで、前記検出手段が検出する温度は、前記変圧器の温度であってもよい。

この構成により、照明装置は、照明装置を構成する回路部品の中で、発熱しやすい変圧器の温度を検出手段により検出することで、照明装置の安全動作範囲で適切に駆動させることができる。それにより、照明装置の安定性を高め、故障を防ぐことができる。

ここで、前記電源装置は、前記メイン片面実装基板と前記第１のサブの片面実装基板とが収納される箸箱型の筐体を備えてもよい。このとき、前記検出手段が検出する温度は、前記筐体の温度であってもよい。

ところで、筐体７１が異常に高温となった場合、電源装置が故障する可能性が高い。この構成により、照明装置は、筐体７１の温度を検出手段により検出することで、電源装置の温度が異常に高くならないようにすることができる。それにより、照明装置の安定性を高め、故障を防ぐことができる。

ここで、前記電源装置は、さらに、前記複数の固体発光素子に印加される前記平滑手段からの直流電圧及び直流電流を検出する電流電圧検出手段を備え、前記電流電圧検出手段により検出された電流値及び電圧値の積が、所定の範囲を外れる場合には、前記マイコン部は、さらに、デューティ比を変更するようスイッチ手段を制御してもよい。このとき、前記マイコン部は、前記電流電圧検出手段により検出された電流値及び電圧値の積が、閾値を超えた場合には、前記マイコン部は、オン時間を短くするようスイッチ手段を制御してもよく、前記マイコン部は、前記電流電圧検出手段により検出された電流値及び電圧値の積が、閾値に達した場合には、前記複数の固体発光素子が発光可能である最小の電流値となるよう、スイッチ手段を制御してもよい。

これにより、検出される電流値及び電圧値が照明装置を安全に駆動させる電流値及び電圧値の積の値の範囲を外れる場合には、マイコン部がスイッチ手段を制御することで、電流値及び電圧値を調整し、その電流値及び電圧値の積の値の調整が実施される。これにより、照明装置は照明装置の安全動作範囲で適切に駆動させることができるので、照明装置の安定性を高め、故障を防ぐことができる。すなわち、照明装置の信頼性を向上することができる。

ここで、該照明装置の電源の投入直後において、前記マイコン部は、初期処理として、前記電流電圧手段により検出された電流値及び電圧値の積が、目標値に達するまで、オン時間を順次長くするようスイッチ手段を制御してもよい。

これにより、照明装置の電源投入直後から、照明装置の目標となる電流値及び電圧値の積の値になるまで、照明装置の固体発光素子に印加される電流及び電圧を順次大きくすることができる。したがって、直ちに目標となる電流値及び電圧値を印加する場合に比べて、電源装置及び個体発光素子に過度な電流及び電圧を印加してしまうことなく、照明装置に目標となる電流値及び電圧値の積の値付近の適正な値となるように印加できる。それにより、照明装置の安定性を高め、故障を防ぐことができる。

ここで、前記マイコン部は、前記初期処理における電流値及び電圧値と、デューティ比とを履歴として記憶部に記憶させてもよい。

これにより、固体発光素子に印加されるべき適切な電流値及び電圧値の積である目標値が学習されるので、照明装置に電源を投入するたびに、固体発光素子に印加される適切な目標値となる電流値及び電圧値の積に順次近づける必要がなくなる。したがって、投入直後から固体発光素子に電流及び電圧が印加され、適切な目標値となるまでの時間を短縮することができる。

また、前記変圧器は、１次コイル側にセンタータップを有し、前記脈流変換手段は、全波整流器を有し、前記変圧器の１次コイルの一端とセンタータップの間及び前記変圧器の１次コイルの他端とセンタータップの間に前記脈流を出力し、前記スイッチ手段は、第１のスイッチと第２のスイッチとを有し、前記第１のスイッチは、前記脈流変換手段と１次コイルの一端とを接続する配線に挿入され、前記第２のスイッチは、前記脈流変換手段と１次コイルの他端とを接続する配線に挿入されてもよい。

この構成により、変圧器の１次コイルの一端とセンタータップの間と、前記変圧器の１次コイルの他端とセンタータップの間とで生ずる磁束の方向が逆となるように構成できるので、変圧器が不要に磁化されることを防ぐことができる。それにより、電源装置の耐久性を向上することができるので、電源装置の信頼性が高くなる。

また、前記マイコン部は、前記交流直流変換手段への交流の電源供給の開始を制御してもよい。

ところで、日本国内において、交流電源の周波数は、東日本地区は５０Ｈｚ、西日本地区は６０Ｈｚというように異なり、交流直流変換手段に対して所望の制御を行うためには、交流の電源の周波数を検出することが必要となる。この構成により、交流直流変換手段が駆動する前に交流の電源の周波数を検出することができる。

また、この構成により、照明装置における交流直流変換手段や固体発光素子等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。それにより、電源装置の安全性を向上することができるので、電源装置の信頼性が高くなる。

また、前記マイコン部は、前記交流直流変換手段への交流の電源供給の停止を制御してもよい。

この構成により、照明装置における交流直流変換手段や固体発光素子等に異常が発生している場合には逃さず検出することができる。それにより、電源装置の安全性を向上することができるので、電源装置の信頼性が高くなる。

また、前記筐体は、金属により構成されてもよい。好ましくは、前記照明装置は、前記複数の固体発光素子を発光する発光手段と、前記固体発光素子を前記発光手段に保持する保持手段とを備え、前記発光手段と前記保持手段とは、金属から構成され、前記保持手段と前記筐体手段とは、密着して構成される。

この構成により、照明装置は、照明装置を構成する固体発光素子の熱を発光手段及び保持手段を介して筐体に伝えることができる。それにより、固体発光素子、発光手段保持部の放熱性を向上できる。また、検出手段が固体発光素子の温度を検出することができるので、固体発光素子の安全動作範囲の温度で適切に駆動させることができる。すなわち、照明装置の安定性を高め、信頼性を向上することができる。

なお、本発明は、装置として実現するだけでなく、その装置を構成するための設計処理をステップとする設計支援方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを示す情報、データまたは信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の通信媒体を介して配信してもよい。

本発明によれば、交流の電源を用いて、ＬＥＤを適切に動作することができ、信頼性が高い、十分に小型化された電源装置を用いた照明装置を実現することができる。

以下、本発明に係る照明装置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。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１００の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る電源の外観を示す斜視図である。

図３は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１００の側面（図１に示すＢ方向）からの平面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１００の（図１に示すＡ方向の面）構造を示す断面図である。図５は、図３及び図４に示すＣ１−Ｃ２面における照明装置１００の構造を示す断面図である。

図１、図２及び図３に示すように、照明装置１００は、電源装置１と発光部１３２とを備える。図４及び図５に示すように、電源装置１は、その内部に、複数の回路部品と、基板４０とを備える。また、発光部１３２は、筐体部１３３を備え、筐体部１３３の内部に、複数の固体発光素子１３４と、基板１３５と、保護用透光板１３６とを備える。

電源装置１は、図２に示されるように、箸箱型であり、コンセント７２と、筐体７１から構成される。電源装置１は交流の電源を直流に変換し、発光部１３２に直流を供給する。

コンセント７２は、電源装置１が商用等の交流の電源を利用するために用いられ、交流の電源と電源装置１とを接続する。

筐体７１は、箸箱型のケースであり、電源装置１の外観上の形状となる。ここで、例えば、筐体７１の大きさは、箸箱と同等の大きさである。また、筐体７１は、その内部に電源装置１を構成する回路部品が収納されている。また、筐体７１は、熱伝導率が高い（好ましくは２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上）材質で構成される。例えば、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７１を構成した。

発光部１３２は、電源装置１から供給される直流を用いて内部のＬＥＤ等の固体発光素子を発光させる。

筐体部１３３は、断面が略コの字形状に形成される。筐体部１３３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１３３は、アルミニウムで構成される。筐体部１３３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。

また、筐体部１３３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。

保護用透光板１３６は、透光性を有し、固体発光素子１３４の発光方向に配置される。保護用透光板１３６は、平板状に形成される。筐体部１３３と保護用透光板１３６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１３６は、透明なガラスまたはアクリル樹脂、ポリカーボネート等により形成される。保護用透光板１３６の表面または裏面には、表面処理により、微細な凹凸が不均一に形成される。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１３６は、照明装置１００の内部に配置される固体発光素子１３４などを保護する。また、保護用透光板１３６は、固体発光素子１３４から発せられた光を拡散する役目を担う。固体発光素子１３４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１３４から発せられた光を表面処理された保護用透光板１３６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。

基板１３５は、筐体部１３３と保護用透光板１３６とにより形成される中空構造の内側に配置される。基板１３５は、中空構造の内側の保護用透光板１３６に対向する面の表面に形成される。基板１３５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１３３と同一材質により構成される。例えば、基板１３５は、アルミニウムにより構成される。

複数の固体発光素子１３４は、基板１３５に配置される。複数の固体発光素子１３４は、例えば、発光ダイオードである。固体発光素子１３４は、１個当たりの消費電力が１Ｗ以上のいわゆるハイパワー発光ダイオードであり、表面実装型の発光ダイオードである。ハイパワー発光ダイオードは、光度が高く照明装置用途に好適である。照明装置１００を一般的な照明として使用する場合、使用する固体発光素子１３４の発光色は、昼光色、昼白色、白色、温白色または電球色などが好適である。具体的には、例えば、複数の固体発光素子１３４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、温白色または電球色の光を発光する。

また、複数の固体発光素子１３４は、ピーク波長が３８０〜５００ｎｍの光である青色光を発光してもよい。青色は、精神的興奮を抑える効果があるといわれている。そのため、青色光を発光する照明装置１００は、防犯灯として好適である。

ここで、筐体部１３３と、基板１３５と、筐体７１とは、互いに接触させることが肝要である。なぜならば、筐体部１３３と基板１３５との間及び筐体部１３３と筐体７１に、空気が入ることにより、筐体部１３３から基板１３５との間及び筐体部１３３と筐体７１間の熱伝導が阻害され、熱伝導が阻害されることにより効率的な熱処理ができなくなるためである。そのため、筐体部１３３と基板１３５と及び筐体７１とを同じ材質により構成することにより、筐体部１３３と基板１３５と筐体７１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。

上記プレス加工を行う際には、筐体部１３３と基板１３５との間に及び筐体部１３３と筐体７１との間に接着性を有する材料（例えば、接着剤また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。

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１３３から基板１３５への、また基板１３５から筐体７１への熱伝導が阻害されるためである。

また、基板１３５を複数個に分割することも好ましい。これは、筐体部１３３と基板１３５との線膨張係数が異なる場合において、照明装置１００の温度が上昇した際に、筐体部１３３と基板１３５との密着性が悪化することを防ぐためである。基板１３５を分割することにより、基板１３５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１３５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１３３と基板１３５との膨張の違いを吸収しやすくなるので、筐体部１３３と基板１３５との密着性を維持しやすくなる。この基板１３５を分割する手法は、特に照明装置１００の長手方向の長さが長い場合に有効である。

次に、本発明の照明装置１００を、図面を用いて具体的に説明する。図６は、本発明の照明装置１００の機能ブロック図である。

照明装置１００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３と、変換部４と、平滑部５と、検出部６と、指示部７と、選択部８と、設定部９とを備えている。

照明装置１００は、外部の電源である商用電源２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１０に直流を供給し、固体発光素子を発光させる。

商用電源２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、照明装置１００に交流を供給する電源である。

整流部３は、本発明に係る脈流変換手段に相当し、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２から供給された交流電圧を全波整流し、全波整流波形を変換部４へ出力する。

変換部４は、本発明に係るスイッチ手段及び変圧器に相当し、前記脈流変換手段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との比であるデューティ比を制御された脈流の電圧を変圧する。具体的には、整流部３から出力された全波整流波形を、所定の時間間隔で分割し、所定の時間間隔に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変圧する。すなわち、変換部４において、整流部３から出力された全波整流波形の電圧を、そのデューティ比を制御して変換部４に備える変圧器の１次側に送ることによって、デューティ比を制御され送られた整流部３からの電圧は、変換部４に備える変圧器の２次側でパルス状波形の電圧に変換される。また、変換部４は、選択部８に制御されることで、上記を実現している。

平滑部５は、本発明に係る平滑手段に相当し、前記変圧器により変圧された電圧を平滑する。具体的には、変換部４から送られたパルス状波形の電圧を、平滑化（直流化）し、発光部１０に直流を供給する。

検出部６は、電源装置１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１０の動作点と、変換部４の内部の所定の素子、例えばトランスや電源装置１の筐体７１の温度を検出する。ここで、動作点とは、発光部１０の固体発光素子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。

指示部７は、検出部６により検出された動作点と、予め設定部９により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１０の目標とする動作点（以下、目標動作点と記載。）を決定する。指示部７は、その目標動作点を実現すべく選択部８を制御する。

選択部８は、指示部７からの指示に基づき、上記目標動作点を実現できる、上記所定の時間間隔の各期間内でのパルス状波形の電力量を算出する。選択部８は、算出した電力量を実現すべく、変換部４を制御する。

設定部９は、発光部１０の基準となる動作点を設定する。

ここで、設定部９は、照明装置１００外部から、例えば、赤外線通信や無線通信や有線通信など、所定の通信回線を利用して情報が入力されることにより、設定部９における発光部１０の基準動作点が設定されてもよい。

発光部１０は、本発明に係る発光手段に相当し、前記複数の固体発光素子を発光する。具体的には、単数または複数の固体発光素子を備える。固体発光素子は、例えば、ＬＥＤである。

図７は、照明装置１００の概略回路構成を示す図である。

図６で示した照明装置１００は、図７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。

整流部３は、インダクター２１とインダクター２２と、コンデンサ２３と、ダイオードブリッジ２４とより構成される。

インダクター２１とインダクター２２とコンデンサ２３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２３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、上述したように、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。

コンデンサ２３は、上述したように外部よりの擾乱から、照明装置１００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。

ダイオードブリッジ２４は、交流を全波整流して出力する全波整流器である
図８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。

ダイオードブリッジ２４は、図８（ａ）に示すような交流波形を整流し、図８（ｂ）のような全波整流波形を形成し出力する。

変換部４は、Ｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（以下、ＦＥＴと記載。）２６と、ＦＥＴ２８と、トランス２９と、入力端子対である端子対Ａ及びＡ’と、出力端子対である端子対Ｂ及びＢ’とより構成される。ＦＥＴ２６とＦＥＴ２８は、選択部８を構成するドライバ２５及びドライバ２７からの指示により動作し、動作と指示された場合には、変換部４におけるトランス２９の出力端子対である端子対Ｂ及びＢ’にオンパルスを生成する。言い換えると、変換部４において、制御されたデューティ比に基づいて、整流部３から出力された全波整流波形の電圧が、変換部４に備える変圧器の１次側に送られている時間であるオン時間中には、変換部４に備える変圧器の２次側でパルス状波形の電圧に変換される。

また、非動作と指示された場合には、変換部４におけるトランス２９の出力端子対であるＢ及びＢ’端子対にオフパルスを生成する。言い換えると、変換部４において、制御されたデューティ比に基づいて整流部３から出力された全波整流波形の電圧が、変換部４に備える変圧器の１次側に送られていない時間であるオフ時間中には、変換部４に備える変圧器の２次側では電圧としてなにも変換されていない。

平滑部５は、ダイオード３１とダイオード３２とコンデンサ３３とにより構成される。変換部４におけるトランス２９の端子対Ｂ及びＢ’からのパルス状波形の電圧を、ダイオード３１とダイオード３２とコンデンサ３３とからの回路部品により平滑化する。したがって、平滑部５から発光部１０に直流が供給される。

検出部６は、抵抗３４と、抵抗３５と、熱電対３０ａと、熱電対３０ｂと、コントローラユニット３８とにより構成される。

検出部６は、抵抗３４により発光部１０に流れる電流を検出し、抵抗３５により発光部１０の順方向電圧を検出することができる。抵抗３４及び抵抗３５により検出された電流値及び電圧値の情報は、コントローラユニット３８に送られる。

コントローラユニット３８は、動作点を上記情報より求める。ここで、動作点とは、上述したように、抵抗３４により検出された電流値と、抵抗３５により検出された順方向電圧値の積である。コントローラユニット３８の内部には記憶部として内部メモリ（不図示）を備える。

内部メモリは、抵抗３４により検出された電流値と、抵抗３５により検出された順方向電圧値と、それらに基づき求めた動作点との情報を記憶され、その情報を履歴情報として保持する。

熱電対３０ａは、変換部４におけるトランス２９の温度を検出する。熱電対３０ｂは、筐体７１の温度を検出する。熱電対３０ａ及び熱電対３０ｂにより検出されたそれぞれの温度の値は、コントローラユニット３８に送られ、コントローラユニット３８の内部に備える内部メモリ（不図示）に記憶され、保持される。

設定部９は、コントローラユニット３８により構成され、発光部１０の基準動作点を設定する。ここで、コントローラユニット３８は、照明装置１００の外部にある外部信号受信機や外部入力スイッチ１０２、例えば、リモコンが接続されている。外部信号受信機及び外部入力スイッチを利用し、発光部１０の基準動作点に係る情報を照明装置１００の外部にある外部入力スイッチ１０２により入力してもよい。

また、外部信号受信機（不図示）を、例えば、赤外線受信機にすれば、簡便に赤外線通信により発光部１０の基準動作点を制御することができる。このようにすることで、容易に発光部１０を調光できるという格別の効果がある。

また、予め、コントローラユニット３８の内部メモリ（不図示）に、発光部１０の調光に用いるための基準動作点や目標動作点などの情報を記憶させておいてもよい。さらに、熱電対３０ａと熱電対３０ｂにより検出される変換部４におけるトランス２９や電源装置１における筐体７１の温度の値に基づき、設定部９に基準動作点を設定させてもよい。

また、コントローラユニット３８の内部メモリは、照明装置１００への電源投入直後から、印加する電圧及び電流を順次増加させ基準動作点まで達するまでの、抵抗３４により検出された電流値と、抵抗３５により検出された順方向電圧値と、それらに基づき求めた動作点との情報が記憶され、その情報を履歴情報として保持してもよい。ここで、抵抗３４及び抵抗３５は、所定の周期毎に検出されるようにコントローラユニット３８によって制御されている。

また、コントローラユニット３８の内部メモリに保持された履歴情報に基づいて、照明装置１００に印加される電圧及び電流を決定してもよい。

指示部７は、コントローラユニット３８により構成される。指示部７は、設定部９により設定される基準動作点及び検出部６により検出され算出された動作点に基づき目標動作点を決定する。

選択部８は、ドライバ２５と、ドライバ２７と、コントローラユニット３８とにより構成される。

コントローラユニット３８は、指示部７により決定された目標動作点を実現するためにドライバ２５とドライバ２７の動作を指示する。そして、ドライバ２５とドライバ２７は、コントローラユニット３８からの動作の指示に基づき、ＦＥＴ２６とＦＥＴ２８の動作を制御する。

また、電源装置１は、交流を直流に変換してコントローラユニット３８に供給する電源部１０１をさらに備える。ここで、電源部１０１は、発光部１０に直流を供給する電源装置１の回路部品とは絶縁されている。

電源部１０１は、トランス３６とダイオード３７とから構成され、商用電源２からの交流を、トランス３６と、ダイオード３７とを用いて直流化し、コントローラユニット３８に直流を供給する。ここで、トランス２９とトランス３６とは別の個体であって各々独立したものである。

また、指示部７により決定された目標動作点を実現するドライバ２５とドライバ２７に対する動作の指示は、コントローラユニット３８とドライバ２５及びドライバ２７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３８とドライバ２５及びドライバ２７とを接続する信号線も、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。

それ故、コントローラユニット３８と、変換部４等とは、電気的に絶縁されて構成される。このため、例えば、変換部４等において生じたノイズ等が、コントローラユニット３８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３８が誤動作することが防止され、電源装置１そのものの安全性が向上する。すなわち、照明装置１００の信頼性が高くなる。

ここで、上記特許文献３記載のバックライト装置内の直流電源については、本生成装置のコントローラユニット３８に相当するマイコンが、本発明のＦＥＴ２６及び２８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。

しかしながら、本発明の照明装置１００は、上述したように、コントローラユニット３８と、変換部４と、具体的には、ＦＥＴ２６及びＦＥＴ２８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、照明装置１００の信頼性を高めている。

また、変換部４におけるトランス２９は、単に電圧及び電流の値を所望の値に変換する機能を有しているだけでなく、変換部４における入力端子対である端子対Ａ及びＡ’と、その出力端子対である端子対Ｂ及びＢ’とを電気的に絶縁する機能を有している。このことにより、電源装置１に接続される発光部１０に対して、商用電源２からのノイズより保護することが可能となる。

さらに、変換部４におけるトランス２９は、１次コイル側にセンタータップ付のものを用いる。

ここで、図７に示すトランス２９のａ部は、トランス２９の１次コイルの一端とセンタータップの間とし、トランス２９のｂ部は、トランス２９の１次コイルの他端とセンタータップの間としている。

トランス２９は、図７で示すように、ａ部とｂ部とで生ずる磁束の方向が逆となるように構成されている。それ故、ａ部とｂ部とを交互に動作させることで、トランス２９が不要に磁化されることを防ぐことが可能となる。このことは、電源装置１の耐久性を向上することにつながるので、電源装置１の信頼性が高くなる。

ところで、上記特許文献３記載のバックライト装置内の直流電源に使用されているトランスは、センタータップつきのタイプではない。これは、このバックライト装置の負荷となるランプの寿命特性等に基づき、長期の安定性が要求されないためではないかと推測される。

一方、本発明の照明装置１００は、上述したように、固体発光素子としてハイパワーＬＥＤを用いた照明装置への適用を前提とした装置である。ＬＥＤは寿命が非常に長く、使用方法によっては１０年以上継続し使用することが可能である。

そのような状況を鑑みれば、ＬＥＤを用いた照明装置を構成する本発明の電源装置１は１０年以上安定して使用できる設計が要求される。したがって、変換部４におけるトランス２９においても、長期にわたる安定動作を実現し得るセンタータップ付きのものを使用するのが好ましい。

また、電源装置１においては、コントローラユニット３８と、ドライバ２５と、ドライバ２７により、変換部４を制御している。

ここで、コントローラユニット３８は、本発明に係るマイコン部に相当し、前記スイッチ手段に対して、前記デューティ比を前記フォトカプラを介して制御する。具体的には、マイクロコンピュータなどを使用して構成され、変換部４における入力端子対である端子対Ａ及びＡ’から入力される全波整流波形を直流化することなく、全波整流波形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。

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１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。

上記特許文献２記載の定電流直流電源では、全波整流波形を一旦、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が使用されている。具体的に示すと、図７において、変換部４における入力端子対である端子対Ａ及びＡ’に電解コンデンサを接続することに相当する。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。さらには周囲温度の影響による容量が変化しやすい問題がある。また、電界コンデンサは寿命が短く安定性の問題もある。それ故に、電解コンデンサを接続することは、照明装置の大型化を招き、さらに、照明装置の信頼性を低下させてしまうのである。

また、上記特許文献３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。

しかしながら、本発明における電源装置１ではそれらの問題点をすべて解決しており、ＬＥＤを使用した照明装置に好適である。

次に、照明装置１００の動作について図を用いて説明する。

図９は、照明装置１００の動作を示すフローチャートである。

まず、照明装置１００の電源装置１に商用電源２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３８が運転を開始する（Ｓ８２）。ここで、商用電源２が投入された直後には、コントローラユニット３８の運転は開始されているが、変換部４には給電されておらず、変換部４は起動していない。この方法をとる理由は、電源装置１の安全性を高めるためである。コントローラユニット３８を先に起動させることにより、電源装置１、商用電源２、あるいは発光部１０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。また、この方法をとる他の理由は、変換部４が駆動する前までに商用電源２の周波数を検出する必要があるためである。日本国内においても、商用電源２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３８を用いて上述したような、所望の制御を行うためには、商用電源２の周波数を検出することが必要となる。ここで、例えば、コントローラユニット３８は、変換部４の交流の電源供給の開始をスイッチ等（不図示）で制御する。

次に、指示部７は、設定部９から基準動作点を目標動作点として読み出す（Ｓ８３）。

ここで、動作点とは、抵抗３４により検出された発光部１０に流れる電流値と、抵抗３５により検出された発光部１０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１０は、発光部１０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。また、固体発光素子を有する発光部１０自身の温度によっても順方向電圧が変化する。

また、固体発光素子を有する発光部１０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１０の発光強度は定まる。したがって、基準動作点は、使用する発光部１０の特性等に応じた順方向電圧と、発光部１０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。発光部１０は、上述したように発光部１０に流れる電流の大きさによって発光部１０の発光強度が定まる。言い換えれば発光部１０の発光強度は、発光部１０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。

ここで、調光するとは、発光部１０の基準動作点を変更することに相当する。また、発光部１０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１０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。

次に、選択部８は、目標動作点を実現するためのデューティ比を決定算出する（Ｓ８４）。すなわち、選択部８は、目標動作点を実現するために、変換部４におけるトランス２９の１次側に入力される電圧のデューティ比を決定する。

次に、選択部８により決定されたデューティ比の制御を変換部４において実現すべく、変換部４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３８において作成する（Ｓ８５）。

ここで、変換部４に入力される電圧は、図８（ｂ）に示すような全波整流波形である。図８（ｂ）で示す全波整流波形の電圧を用いて、目標動作点を実現するのに必要な電力を生成する。

次に、ＦＥＴ２６とＦＥＴ２８とを動作させるためのドライブ信号をドライバ２５とドライバ２７とにて作成する（Ｓ８６）。これは、Ｓ８５において作成された制御信号に基づき作成する。このとき、ドライバ２５とドライバ２７とは制御信号の内容をチェックする。

次に、Ｓ８５において作成された制御信号によりＦＥＴ２６及びＦＥＴ２８を駆動し、パルス状波形を作成する（Ｓ８７）。

次に、平滑部５は、入力されるパルス状波形の電圧を平滑化し、直流波形の電圧を形成し出力する（Ｓ８８）。

次に、検出部６により、発光部１０の実際の動作点、すなわち発光部１０の実際の電流値及び電圧値の積の値を検出する（Ｓ８９）。発光部１０の動作点は、周囲温度や、それ自身の発熱による温度変化等により、変動する。そのため、実際の動作点をチェックし、それを補正する必要がある。また、トランス２９、筐体７１の温度も測定する。

次に、基準動作点の変更の有無を確認する（Ｓ９０）。これは、例えば、照明装置１００を利用するユーザが発光部１０の発光強度を変更したかどうかに相当する。

ここで、検出部６が発光部１０の動作点の検出にかかる周期は、１［ｍｓ］〜５００［ｍｓ］であることが望ましい。これは、発光部１０の動作点は、時間的に急峻に変化することは無く、それ故この周期を高速にする必要がない。つまり、リアルタイム性は必要でない。それ故、適当な周期あるいは時間間隔で検出をすればよい。これにより、コントローラユニット３８に搭載するマイクロコンピュータ（不図示）は、比較的安価かつ、コンパクトなものとすることができる格別の効果がある。発明者らの試験においては、この周期を１５０［ｍｓ］とすることが最適であった。

基準動作点の変更がない場合（Ｓ９０のＮＯの場合）、指示部７は、Ｓ８９において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（Ｓ９１）。基準動作点の変更があった場合（Ｓ９０のＹＥＳの場合）、Ｓ８３に進む。

なお、検出された動作点が、予め定めた所定動作範囲内であった場合は、基準動作点の変更がないものとみなし、検出された動作点をそのまま新たな目標動作点とする。

次に、指示部７は、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する（Ｓ９２）。

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れば（Ｓ９２のＹＥＳの場合）、電源装置１の動作を停止する。これは、例えば照明装置１００を利用するユーザが照明装置１００の発光部１０を消灯する、すなわち、照明装置１００の電源装置１への電源供給を停止することに相当する。このとき、変換部４はコントローラユニット３８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３８は変換部４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。

このような方法をとる理由は、照明装置１００における電源装置１の安全性を高めるためである。すなわち、コントローラユニット３８を後に停止させることにより、電源装置１、商用電源２、あるいは発光部１０に異常が発生している場合には、逃さず検出することができるからである。ここで、例えば、コントローラユニット３８は、変換部４の交流の電源供給の停止をスイッチ等（不図示）で制御する。

なお、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ければ（Ｓ９２のＮＯの場合）、Ｓ８４に戻り上述した動作を繰り返す。

図１０は、発光部１０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１０（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１０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１０（ｂ）のように移動させて設定する。逆に初期の発光部１０の発光強度をより弱く（暗く）したい時は、図１０（ｃ）のように移動させて設定すればよい。

なお、基準動作点の設定は、設定部９に接続される外部入力スイッチ１０２からの入力により行ってよく、設定部９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１０を調光することが可能となる。

さらに、熱電対３０ａ及び熱電対３０ｂにより検出されたトランス２９及び筐体７１の温度に基づいて基準動作点を設定してもよい。それにより、電源装置１の安全性を向上することが可能となる。その理由を以下に説明する。トランス２９及び筐体７１が異常に高温となった場合、電源装置１が故障する可能性がある。それ故、電源装置１の故障を防止するために、トランス２９の温度を下げる必要がある。これは、基準動作点を低く設定することによりトランス２９の温度を下げることができる。すなわち、基準動作点を低く再設定することで、トランス２９に係る商用電源２からの電圧の負荷を低減して、トランス２９の温度を下げることができる。例えば、熱電対３０によりトランス２９の温度が検出された際に、検出されたトランス２９の温度の値が基準値（例えば８０度）を超えた場合には、基準動作点を低下させることでトランス２９の温度を下げる。

また、トランス２９が異常に高温となった場合に、電源装置１の動作を停止させても良い。しかしながら、トランス２９が異常に高温となった原因が火事などの災害であった場合、電源装置１の動作を停止したのでは、発光部１０からの発光が停止されてしまい周辺が真っ暗になってしまう。これでは、周辺にいる人々はパニックに陥りかねない。それ故、トランス２９が異常に高温となった場合においても、電源装置１を低い基準動作点にして動作させることにより、発光部１０の発光を続けさせることが好ましい。

図１１は、コントローラユニット３８により変換部４をデューティ比制御するための制御信号が作成されることを説明する図である。図１１に示される制御信号は、交流を整流するダイオードブリッジの出力波形（図８）に基づいて作成される。以下、詳細に説明する。

変換部４に入力される電圧は、図８（ｂ）に示すような全波整流波形である。図８（ｂ）で示す全波整流波形の電圧を用いて、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。

まず、図８（ａ）に示すように、商用電源２における交流電圧の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２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２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、変換部４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。変換部４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。

次に、図８（ｂ）のように０クロス点を基準点として、全波整流波形を所定の時間間隔で分割する。ここでは、ある基準点から次の基準点までが４つの区間に分割されるよう時間間隔を設定したが、個数はこれに限定されない。実際には、平滑部５における平滑化の容易性などを考慮して、時間間隔を２［μｓ］〜２０［μｓ］程度の範囲に設定する。発明者らの実験では４［μｓ］が最適であった。

次に、各区間において必要な電力を実現する。ここで、電力は上述したように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を得るためにデューティ比変更するよう変換部４を制御する信号をコントローラユニット３８において作成する。

トランス２９は１次コイル側にセンタータップ付のものを用いている。それ故、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のようなトランス２９の１次コイル側のａ部用及びｂ部用の２つの制御信号を生成する必要がある。

なお、トランス２９の１次コイル側のａ部用の制御信号と、トランス２９の１次コイル側のｂ部用の制御信号とは、同時にＨｉ（すなわち、ＦＥＴ２６及びＦＥＴ２８を同時に動作させる）としてはならない。万が一このようになれば、トランス２９が故障してしまう。

したがって、トランス２９の１次コイル側のａ部用の制御信号とトランス２９の１次コイル側のｂ部用との制御信号は共に、設定した区間内の５０［％］を超えてＨｉとなってはならない。さらに、安全性を鑑み発明者らは設定した区間内の４９［％］を越えてＨｉとならないようにした。具体的には、ドライバ２５とドライバ２７とは、ａ部用の制御信号と、ｂ部用の制御信号とが同時にＨｉとなっていないかチェックする。もし同時にＨｉとなっていた場合には、ｂ部用の制御信号をＬｏに変更した上で、ドライブ信号を生成する。

また、商用電源２の周波数を検出し（Ｓ８２）、０クロス点を検出した後、これを基準点として次の０クロス点が検出する時刻を予め算出しておくことも望ましい。

このようにすることによって、次の０クロス点を検出する前に制御信号を強制的にＬｏにして、変換部４の動作を停止することができる。これは、電源装置１の誤動作を防ぐことにつながるので、電源装置１の信頼性を高めることができる。

また、算出された目標動作点を実現するために変換部４で生成する必要電力が非常に小さい場合、制御信号がＨｉとなる時間が非常に小さくなる。そのため、設定した区間内での電力生成は困難となる。

例えば、１００Ｗの照明装置１００に対して、照明装置１００の点灯開始直後に、照明装置１００に供給される電力が数Ｗ程度である場合、数Ｗ程度の電力を発生させるために、商用電源２からの電圧を変換部４に通過させるオン時間が非常に少なくなるようにデューティ比制御をする。この、デューティ比制御における商用電源２からの電圧を変換部４に通過させるオン時間が、上記制御信号がＨｉとなる時間と相関する。

制御信号がＨｉとなる時間を増やすようにする対策は、以下のように行う。なお、ここではある基準点から次の基準点までが４つの区間に分割されるよう時間間隔が設定されたものとする。

１番目として、基準点（０クロス点）から１つ目の区間において、変換部４で生成すべき必要電力の２倍に相当する電力に対応するよう制御信号を生成する（ａ部用とｂ部用と共に制御信号を生成する。）。このことにより、この区間内での制御信号がＨｉとなる時間を多くとることができる。一方、基準点から２つ目の区間では、制御信号をＬｏに維持する（ａ部用とｂ部用と共に制御信号をＬｏに維持する。）。

２番目として、基準点から３つ目の期間では、制御信号をＬｏに維持する（ａ部用とｂ部用と共に制御信号をＬｏに維持する。）。基準点から４つ目の区間では、変換部４で生成すべき必要電力の２倍に相当する電力に対応するよう制御信号を生成する（ａ部用とｂ部用と共に制御信号を生成する。）。このことにより、この区間内での制御信号がＨｉとなる時間を多くとることができる。

以下、１番目、２番目を交互に繰り返す。このようにすることで、変換部４で生成する電力が非常に小さい場合から目標動作点を実現するまでも電源装置１の動作の安定性を損なわず、制御を行うことができる。

ここで、上記は４つの区間で行うものとしたが、区間の数はこれに限定されない。区間の数にあわせて上記方法の意図を変えない範囲で適宜変更して実施すればよい。

また、変換部４におけるトランス２９のａ部とｂ部とは、極力均等に使用することが望ましい。なぜなら、何れか一方のみを多く使用した場合には、トランス２９が不要に磁化されるからである。これを防ぐため、ａ部とｂ部とを極力均等に使用することが必要である。

図１２は、図１１の制御信号に基づいてＦＥＴ２６及びＦＥＴ２８を駆動し、その結果得られるパルス状波形を示した図である。

パルス状波形（図１２（ａ）及び図１２（ｂ））は、作成された制御信号（図１１（ａ）及び図１１（ｂ））によりＦＥＴ２６及びＦＥＴ２８を駆動することにより生成される。

図１３は発光部１０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。

図１３（ａ）は、例えば、Ｓ８９において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ものである。これは、周囲温度等の上昇により、発光部１０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１０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１０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。

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１０の発光強度の変化が大きくなり、周辺の人々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。

図１３（ｂ）は、例えば、Ｓ８９において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の対応を示すものである。図１３（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。

なお、検出部６における熱電対３０ａ及び熱電対３０ｂにより検出されたトランス２９または筐体７１の温度に基づいてデューティ比を変更することで、トランス２９または筐体７１の温度を調整してもよい。以下、その手順を説明する。

図１４は、検出部６により検出された温度に基づいて、デューティ比を変更する手順を示したフローチャートである。

まず、検出部６により温度（Ｔ）を検出する。具体的には、検出部６における熱電対３０ａ及び熱電対３０ｂにより、トランス２９または筐体７１の温度を検出する（Ｓ９５）。

次に、検出部６により検出された温度（Ｔ）が、予め定められた温度の閾値（Ｔｔｈ）を超えているかどうかを確認する（Ｓ９６）。具体的には、検出部６における熱電対３０ａ及び熱電対３０ｂにより検出されたトランス２９または筐体７１の温度が、安定動作できる上限値として予め定めた温度の閾値を超えているかどうかを確認する。

次に、検出部６により検出された温度（Ｔ）が、予め定められた温度の閾値（Ｔｔｈ）より高い場合には（Ｓ９６のＹＥＳの場合）、Ｓ９７において、変換部４におけるデューティ比のオン時間を１０％下げる（実効上、基準動作点を下げることとなる）。言い換えると、変換部４におけるトランス２９で発生する電圧（電流）を抑制することができ、トランス２９で発生する熱あるいは、発光部１０の固体発光素子に印加される電圧あるいは電流が抑制される。それにより、トランス２９あるいは筐体７１の温度を予め定められた温度の閾値（Ｔｔｈ）より低い温度で駆動することができる。

なお、検出部６により検出された温度（Ｔ）が、予め定められた温度の閾値（Ｔｔｈ）より低い場合には（Ｓ９６のＮＯの場合）、デューティ比の変更の必要がないので、そこで動作を一旦終了する。

このようにして、所定の周期にて検出部６により温度（Ｔ）を検出することで、照明装置１００を安全動作する温度範囲にて駆動することができる。

また、検出部６における抵抗３４及び抵抗３５により検出された電流値及び順方向電圧値の積である動作点に基づいてデューティ比を変更することで、基準動作点を調整してもよい。以下に、基準動作点が変更された場合に照明装置１００が行う動作について説明する。

図１５は、照明装置１００の基準動作点が変更された場合に照明装置１００が行う動作について示したフローチャートである。

まず、照明装置１００の外部にあり、照明装置１００と接続された外部信号受信機や外部入力スイッチ１０２、例えばリモコン、を介して、照明装置１００に対して、基準点（基準動作点）を変更する（Ｓ１０１）。これは、照明装置１００の発光強度を強く（明るく）したり、弱く（暗く）したりすることに相当する。例えば、照明装置１００の発光強度が現在１００Ｗであり、リモコンを介して、基準点を８０Ｗにすることで、照明装置１００の発光強度を弱くすることに相当する。

次に、リモコンを介して変更された基準点（基準動作点）を実現するために照明装置１００は、変換部４に対するデューティ比を決定する（Ｓ１０２）。

次に、照明装置１００は、Ｓ１０２で決定されたデューティ比を実現するため、変換部４を制御する（Ｓ１０３）。

次に、照明装置１００は、検出部６における抵抗３４により発光部１０に流れる電流を検出し、検出部６における抵抗３５により発光部１０の順方向電圧を検出する。そして、抵抗３４により検出された電流値と、抵抗３５により検出された順方向電圧値と、それらに基づき求めた動作点を算出する（Ｓ１０４）。

次に、照明装置１００は、算出された動作点が、リモコンを介して、変更された基準点（基準動作点）と一致しているかどうかを確認する（Ｓ１０５）。

次に、算出された動作点とリモコンを介して変更された基準点（基準動作点）とが一致している場合には（Ｓ１０５のＹＥＳの場合）、照明装置１００は、検出部６における抵抗３４により検出された電流値と、検出部６における抵抗３５により検出された順方向電圧値と、それらに基づき求めた動作点との情報を履歴情報としてコントローラユニット３８の内部メモリに記憶させて保持する。

次に、一定の時間が経過後（図中ではｔｉｍｅｏｕｔと表示）に、照明装置１００は、再び、検出部６における抵抗３４により発光部１０に流れる電流を検出し、検出部６における抵抗３５により発光部１０の順方向電圧を検出する（Ｓ１０９）。そして、抵抗３４により検出された電流値と、抵抗３５により検出された順方向電圧値と、それらに基づき求めた動作点を算出する。

ここで、一定の時間が経過後に、照明装置１００が、再び、検出部６における抵抗３４により発光部１０に流れる電流を検出する理由は、周囲温度などの環境変化などで照明装置１００における発光部１０の状態が変化し、動作点が、図１３で示すような所定動作範囲を外れてしまっていないかを確認するためである。

なお、算出された動作点とリモコンを介して変更された基準点（基準動作点）とが一致していない場合には（Ｓ１０５のＮＯの場合）、照明装置１００は、決定されていた変換部４に対するデューティ比を変更し、Ｓ１０３の処理を再度実行する。ここで、例えば、変更されるデューティ比は１０％である。

なお、照明装置１００への電源投入直後から、印加する電圧及び電流を順次増加させ基準動作点まで達するまでの動作としてもよい。その場合、予め決定されている基準動作点がＳ１０１におけるリモコン基準点となるのみで、その他は同様である。

ここで、図１６は、照明装置１００の基準動作点変更後の処理回数による処理について示したフローチャートである。

まず、照明装置１００の基準動作点の変更後の処理が初回かどうかを確認する（Ｓ２０１）。初回であった場合には、図１５におけるＳ１０１から動作を開始する。

次に、照明装置１００の基準動作点の変更後の処理が２回目以降かどうかを確認する（Ｓ２０２）。２回目以降であった場合、図１５におけるＳ１０３から動作を開始する。

このとき、照明装置１００におけるコントローラユニット３８の内部メモリに保持された履歴情報に基づいて、デューティ比及び照明装置１００に印加される電圧及び電流が決定される。

以上のように、本発明の照明装置１００は、照明装置１００における電源装置１を構成する回路部品に平滑コンデンサを用いなくてよい。そのため、電源装置１を小型化することができる。従来の電源装置では必須であるが大きな体積を占める平滑コンデンサを用いず電源装置を実現するだけでもかなりの小型化が可能になる。しかしながら、照明装置１００の発光部１０に用いられるＬＥＤは従来の蛍光ランプなどと比べて非常に小さく、個数を任意に選ぶことで、用途別に発光部１０の大きさを任意に設計することができる。そのため、照明装置１００における電源装置１は小型であればあるほど良く、さらなる小型化が要求される。

そこで、電源装置１を構成する回路部品を最適に配置して基板に高密度実装することで、電源装置１の筐体７１の大きさを十分に小さくする方法を下記に説明する。

電源装置１は、図２に示すように、筐体７１とコンセント７２とを備えている。電源装置１は、さらに、図４に示すように、筐体７１の内部に電源装置１を構成する回路部品が実装された基板４０が収納されている。

図１７は、電源装置１を構成する基板４０の概略構造を示す図である。電源装置１の筐体７１に収納される基板４０は、回路部品が実装される実装前基板であり、図１７（ａ）に示すメイン基板４１と、図１７（ｂ）に示すサブ基板４２及びサブ基板４３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。

メイン基板４１は、長方形形状である。図１７（ａ）は、メイン基板４１の実装面となる方向から見た図である。サブ基板４２及びサブ基板４３は、同様に、長方形形状である。図１７（ｂ）は、メイン基板４１の実装面となる方向から見た図である。

図１８は、電源装置１を構成する基板４０に各種回路部品を実装した場合の図である。図１８では、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３にトランス２９など、図７に示す照明装置１００における電源装置１を構成する回路部品を実装している。

図１８（ａ）は、メイン基板４１を実装面となる方向から見た図である。図１８（ａ）は、ハッチングされている部分が電源装置１を構成する各種回路部品を示し、電源装置１を構成する各種回路部品が実装されたメイン基板４１を示している。

一方、図１８（ｂ）は、サブ基板４２及びサブ基板４３を実装面となる方向から見た図である。図１８（ａ）は、ハッチングされている部分が電源装置１を構成する各種回路部品を示し、電源装置１を構成する各種回路部品が実装されたサブ基板４２及びサブ基板４３を示している。

図１９は、メイン基板４１とサブ基板４２及びサブ基板４３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１９は、図１８（ａ）に示す各種回路部品が実装されたメイン基板４１の実装面と、図１８（ｂ）に示す各種回路部品が実装されたサブ基板４２及びサブ基板４３の実装面とが長辺方向に沿って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１９に示すようにメイン基板４１の実装面上にサブ基板４２及びサブ基板４３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部品同士が干渉しないようにすることである。

したがって、メイン基板４１の実装面と、サブ基板４２及びサブ基板４３の実装面とがなす距離は、メイン基板４１及びサブ基板４２及びサブ基板４３らに実装される各種回路部品のうち最も高さが高い回路部品（ここではトランス２９）と略同一となる。

また、メイン基板４１の実装面上にサブ基板４２及びサブ基板４３の実装面が対向するように載せた際、メイン基板４１から、サブ基板４２及びサブ基板４３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。そうすることにより、電源装置１を最小限の体積とすること、すなわち、十分な小型化を実現することが可能となる。

ここで、上述のように電源装置１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１もできるだけ小型化し、照明装置１００の組み込みを容易にする必要がある。これは、照明装置１００を構成する電源装置１の照明装置１００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。

ところで、上記特許文献３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、上記特許文献３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。

ここで、コンピュータ上で読み込み・実行可能なプログラムを実行することによって、
メイン基板４１とサブ基板４２とサブ基板４３とに対するトランス２９等の回路部品の実装位置等とは、電源装置１に使用されるメイン基板４１とサブ基板４２とサブ基板４３とトランス２９等の回路部品の大きさとに基づいて決定される。

図２０は、電源装置１を構成する基板４０の大きさを最小にする手順を示したフローチャートである。

まず、電源装置１を構成する各種回路部品のリストを作成する。ここで、各種回路部品は、予め定められた仕様である電源装置１が出力すべき直流電力値に基づき選定されている（Ｓ６２）。また、Ｓ６２で作成された各種回路部品のリストの中で、最も高さが高い回路部品と最も幅が広い回路部品を抽出する。

ここで、例えば、電源装置１を構成する各種回路部品の中で最も高さが高い回路部品及び最も幅が広い回路部品はトランス２９である。

次に、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３の短辺方向の長さを決定する。電源装置１を構成する各種回路部品の中で最も幅が広い回路部品と、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３の短辺の長さとが、同一になるよう決定する（Ｓ６３）。

ここで、例えば、電源装置１を構成する各種回路部品の中で最も高さが高い回路部品及び最も幅が広い回路部品がトランス２９であるので、トランス２９の幅とメイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３の短辺の長さとが、同一になるよう決定する。

次に、メイン基板４１の長辺の長さ（Ｘとする。）を、Ｓ６３で決定した短辺の長さの２倍となるよう決定する（Ｓ６４）。また、サブ基板４２及びサブ基板４３についての長辺の長さについては、メイン基板４１の長辺の長さを１／２倍した長さ（Ｘ／２）に決定する。すなわち、メイン基板４１の長辺の長さ（Ｘ）は、サブ基板４２の長辺の長さとサブ基板４３の長辺の長さとを足し合わせた長さと等しくなるように決定される。

次に、図７に示す各種回路部品（例えばトランス２９、コントローラユニット３８等）の全てが、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３の基板上に配置可能であるかどうかを確認する（Ｓ６５）。

次に、図７に示す各種回路部品（例えばトランス２９、コントローラユニット３８等）の全てが、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３の基板上に配置可能であれば（Ｓ６５のＹＥＳの場合）、メイン基板４１の実装面上にサブ基板４２及びサブ基板４３の実装面が対向するように載せた際にメイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３に実装されている回路部品同士が干渉しないかどうかを確認する（Ｓ６６）。具体的には、電源装置１を構成する各種回路部品の中で最も高さが高い回路部品の高さと、メイン基板４１の実装面上にサブ基板４２及びサブ基板４３の実装面が対向するように載せた際に、メイン基板４１とサブ基板４２及びサブ基板４３とがなす距離が略一致するか否かを確認する。

次に、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３に実装されている回路部品同士の干渉が発生しなければ（Ｓ６６のＮＯの場合）、電源装置１において使用する各種回路部品が実装されたメイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３が収納可能な最小限となる筐体７１の大きさを設計する（Ｓ６８）。

ここで、筐体７１は、熱伝導率が高い（好ましくは２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上）材質で構成されることが好ましい。例えば、発明者らは、熱伝導率が高く、また加工性にも富んだアルミニウムを用いて筐体７１を構成した。

なお、図７に示す各種回路部品（例えばトランス２９、コントローラユニット３８等）の全てが、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３の基板上に配置可能でない場合（Ｓ６５のＮＯの場合）、あるいは、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３に実装されている回路部品同士の干渉が発生した場合（Ｓ６６のＮＯの場合）、メイン基板４１の長辺の長さ（Ｘ）を所定量増加させる（Ｓ６７）。具体的には、Ｓ６７を実行する前の、メイン基板４１の長辺の長さ（Ｘ）に対し、１ｃｍ加えた値、Ｘ＋１ｃｍをメイン基板４１の長辺の長さとする。また、サブ基板４２及びサブ基板４３についての長辺の長さ（Ｘ／２）については、Ｓ６７を実行する前の、メイン基板４１のＸ方向の長さに１ｃｍ加えた値（Ｘ＋１ｃｍ）を１／２倍した値、（Ｘ＋１）／２ｃｍ、に決定する。その後、図７に示す各種回路部品（例えばトランス２９、コントローラユニット３８等）の全てが、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３の基板上に配置可能で、かつ、メイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３に実装されている回路部品同士の干渉がないまで、Ｓ６５及びＳ６６の手順を繰り返す。

以上より、電源装置１の大きさを最小にする設計をすることができる。このように設計された電源装置１は、電源装置１を構成する回路部品を備えつつ、最小限の幅、高さの大きさを実現できる。しがって、電源装置１は非常にコンパクトとなるよう高密度化されており、十分に小型の電源装置となる。

本発明における電源装置１は、固体発光素子（ＬＥＤ）に適用することを前提としている。ＬＥＤは、小さな素子であり、それ故、自在かつ十分に小型となる照明装置を構成するために好適である。しかし、ＬＥＤを使用した発光部１０を駆動する駆動源である電源装置が大きい場合は、その特性が十分に発揮されない。

例えば、上記特許文献３記載のバックライト装置内の直流電源は、その大きさに関して考慮されていない。それ故、電源装置部分が十分に小型化されないため、電源装置の大きさがネックとなり、ＬＥＤを使用した小型の照明装置１００が実現できない。

一方、本発明における電源装置１は、電源装置１の構成に必要な回路部品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装置１００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。

図２に示す電源装置１は、上記設計に基づき、大きさが決定し、各種回路部品の実装を行い、高密度化された実装基板が筐体７１に収納された様子を示している。図４は、電源装置１を構成するメイン基板４１、サブ基板４２及びサブ基板４３を、メイン基板４１の実装面上にサブ基板４２及びサブ基板４３の実装面が対向するように載せた状態で、筐体７１にそれらを収納した状態を示している。

ここで、筐体７１を熱伝導性の高い材質で構成する理由は、放熱性の観点からである。発明者らが製作した電源装置１は、最大入力電力１０５Ｗ、最大出力電力１００Ｗであり、効率は約９５％である。したがって、５Ｗがロスとなり、このロスは熱となる。

上述のように、電源装置１は固体発光素子（ＬＥＤ）を使用した照明装置への適用を前提としている。ＬＥＤを用いた照明装置１００を長期間、例えば、１０年以上、安定して使用するには、照明装置１００は、電源装置１及び発光部１０においてロスとして発生する熱が適切に処理される必要がある。熱を適切に処理することにより、電源装置１内の回路部品の劣化を防ぐことができ、長期間の安定性を確保することができる。

そのため、熱伝導性の高い材質で筐体７１を構成することにより電源装置１の放熱特性を向上させる必要がある。

また、筐体７１がアルミニウムにて構成される場合には、アルマイト処理されることが望ましい。このようにすることにより、筐体７１の表面積を増やすことができるので、電源装置１の放熱性を向上することができる。

以上のように、本発明における電源装置１は、固体発光素子（ＬＥＤ）を使用した照明装置１００へ適用することに適したものである。

ところで、ＬＥＤを用いた照明装置１００のＬＥＤ部分は、使用方法によっては１０年間以上メインテナンスフリーを実現することができる。それ故、照明装置は、１０年以上安定して使用できることが望まれる。本発明における照明装置１００は、上述したように、安定性・安全性が高くなるように設計されている。したがって、使用方法によっては、長期間の、例えば、１０年間以上の、メインテナンスフリーを実現し得る信頼性を確保したといえる。また、電源装置１を構成する回路部品を最適に配置し、高密度化実装した基板を最小限の大きさにして筐体７１に収納することで、コンパクトな電源装置１を実現することができる。したがって、ＬＥＤのもうひとつの特徴である小型かつ自由な形状の照明装置を実現するために適している。

なお、電源装置１の筐体７１に収納される高密度実装基板は、片面実装基板であるのが望ましいが、両面実装基板でもよい。ここで言う、両面実装基板は、両面に均等に電源装置１の回路部品が実装されている場合も、一方の片面実装基板面に主要な回路部品が高密度実装され、他方の片面実装基板面にいくつか実装されている場合も含む。

また、電源装置１の筐体７１に収納される対向配置された高密度実装基板の間に絶縁性の樹脂を封入してもよい。これにより、回路部品間の絶縁性を向上することができ、電源装置１の信頼性を向上することができる。

また、電源装置１は赤外線により発光部１０の動作点を変更、すなわち調光してもよい。例えば、赤外線リモコン（不図示）を用いる。それにより、照明装置１００から離れた場所から自在に調光することができる。

また、電源装置１の筐体７１と、発光部１０の筐体部１３３と、基板１３５とを同じ材質（ここではアルミニウム）で、かつ密着して形成してもよい。それにより、放熱性能の向上のみならす、電源装置１の筐体７１と、発光部１０の筐体部１３３と、基板１３５との温度が略同じ温度となる。したがって、電源装置１の筐体７１の温度を測る熱電対３０ｂにより、発光部１０の筐体部１３３及び基板１３５の温度上昇も感知することができるようになる。それにより、発光部１０の異常も検出することができるようになり、安全性がさらに向上する。

以上、本発明における照明装置１００は、固体発光素子（ＬＥＤ）を使用した発光部１０、ＬＥＤ照明用途に最適な電源装置１で駆動することができ、効率的な照明を実現することができる。

なお、本発明はその趣旨を逸脱しない限り自由に変形して実施できることは言うまでもない。例えば、ここでは、発光部１０を発光ダイオードとしたが、これに限定されるものではない。有機ＥＬなどでもよい。

また、トランス２９等の温度を測定するために熱電対３０ａ、熱電対３０ｂを例として示したが、他の温度検出素子、例えばサーミスタでもよい。

（変形例）
図２１は広告表示装置１４１の概観を示す図である。図２２は、図２１のＤ１−Ｄ２における構造を示す断面図である。

電源装置１は、図２１のような広告表示装置１４１に適用してもよい。

広告表示装置１４１は、発光面１４２、フレーム部１４３により構成される。

発光面１４２は、いわゆるフラットパネル構造をとり、固体発光素子１４４を光源として利用したものであり、図２２に示されるように、固体発光素子１４４が基板１４５を介してフレーム部１４３に取り付けられている。固体発光素子１４４からの光は導光体１４６により導かれ、図２２の発光方向に発光が行われる。

発光面１４２の表面には、フィルム１４７が貼付されている。フィルム１４７は半透明であって、広告等の情報が記載されている。このようにすることにより、広告表示装置１４１として利用することができる。

また、固体発光素子１４４の駆動源を電源装置１としていることにより赤外線リモコン（不図示）を用いて、自在に調光することも可能である。

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発光ダイオードなどの固体発光素子を用いた照明装置に適用できる。

本発明の実施の形態１に係る照明装置の外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る電源の概観を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る照明装置の側面からの平面図である。本発明の実施の形態１に係る照明装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る照明装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る照明装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態１に係る照明装置の概略回路構成を示す図である。本発明の実施の形態１に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。本発明の実施の形態１に係る照明装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る発光部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。本発明の実施の形態１に係るコントローラユニットにより変換部４をデューティ比制御するための制御信号が作成されることを説明する図である。本発明の実施の形態１に係る制御信号に基づいてパルス状波形を示した図である。本発明の実施の形態１に係る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。本発明の実施の形態１に係る検出部６により検出された温度に基づいて、デューティ比を変更する手順を示したフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る照明装置１００の基準動作点が変更された場合に照明装置１００が行う動作について示したフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る照明装置１００の基準動作点の変更後の処理回数による処理について示したフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る電源装置を構成する基板の概略構造を示す図である。本発明の実施の形態１に係る電源装置を構成する基板に各種回路部品を実装した場合の図である。本発明の実施の形態１に係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。本発明の実施の形態１に係る電源装置を構成する基板の大きさを最小にする手順を示したフローチャートである。本発明の実施の形態１の変形例に係る電源装置１を搭載した広告表示装置１４１の概観を示す図である。本発明の実施の形態１の変形例に係る電源装置１を搭載した広告表示装置１４１の構造を示す断面図である。

符号の説明

１電源装置
２商用電源
３整流部
４変換部
５平滑部
６検出部
７指示部
８選択部
９設定部
１０発光部
２１、２２インダクター
２３、３３コンデンサ
２４ダイオードブリッジ
２５、２７ドライバ
２６、２８ＦＥＴ
２９、３６トランス
３１、３２、３７ダイオード
３４、３５抵抗
３８コントローラユニット
４０基板
４１メイン基板
４２、４３サブ基板
７１筐体
７２コンセント
１００照明装置
１０１電源部
１０２外部入力スイッチ
１３２発光部
１３３筐体部
１３４、１４４固体発光素子
１３５、１４５基板
１３６保護用透光板
１４１広告表示装置
１４２発光面
１４３フレーム部
１４６導光体
１４７フィルム

Claims

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って照明する照明装置であって、
電源の交流を直流に変換する交流直流変換手段と、
長方形状であり、前記交流直流変換手段の１部が実装されるメイン片面実装基板と、長方形状であり、前記交流直流変換手段の残部が実装される第１のサブ片面実装基板と
を有する電源装置を備え、
前記電源装置は、箸箱型であり、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長辺方向に沿って向かい合わせて構成される
ことを特徴とする照明装置。
交流直流変換手段は、前記電源の正弦波の電圧を脈流に変換する脈流変換手段と
前記脈流変換手段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との比であるデューティ比を制御するためのスイッチ手段と
前記スイッチ手段からの脈流の電圧を変圧する変圧器と
前記変圧器により変圧された電圧を平滑する平滑手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
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
前記スイッチ手段に対して、前記デューティ比を前記フォトカプラを介して制御するマイコン部と、
前記マイコン部を駆動させるマイコン電源部と
を備え、
前記マイコン部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、
前記第２のサブ片面実装基板は、前記メイン片面実装基板の実装面と、長辺方向に沿って向かい合わせに配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記電源装置の高さは、前記交流直流変換手段が備える回路部品のうち、最も高い第１の回路部品に略等しく、
前記電源装置の短辺方向の長さは、前記交流直流変換手段が備える回路部品のうち、最も幅の広い第２の回路部品に略等しい
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
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第１の回路部品の高さに略等しく、
前記メイン及び前記第１のサブの片面実装基板の短辺の長さが前記第２の回路部品の幅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４に記載の照明装置。
前記第１及び前記第２の回路部品は、同じ回路部品であり、前記変圧器である
ことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
前記電源装置は、
温度を検出する検出手段を備え、
前記マイコン部は、前記検出手段により検出された温度が第１の温度を超える場合には、オン時間を短くするようスイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
前記電源装置は、
温度を検出する検出手段を備え、
前記マイコン部は、前記検出手段により検出された温度が第２の温度を下回る場合には、オン時間を長くするようスイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
前記検出手段が検出する温度は、前記変圧器の温度である
ことを特徴とする請求項７または８に記載の照明装置。
前記電源装置は、前記メイン片面実装基板と前記第１のサブの片面実装基板とが収納される箸箱型の筐体を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記検出手段が検出する温度は、前記筐体の温度である
ことを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
前記電源装置は、さらに、
前記複数の固体発光素子に印加される前記平滑手段からの直流電圧及び直流電流を検出する電流電圧検出手段を備え、
前記電流電圧検出手段により検出された電流値及び電圧値の積が、所定の範囲を外れる場合には、前記マイコン部は、さらに、デューティ比を変更するようスイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記マイコン部は、
前記電流電圧検出手段により検出された電流値及び電圧値の積が、閾値を超えた場合には、前記マイコン部は、オン時間を短くするようスイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求１２に記載の照明装置。
前記マイコン部は、
前記電流電圧検出手段により検出された電流値及び電圧値の積が、閾値に達した場合には、前記複数の固体発光素子が発光可能である最小の電流値となるよう、スイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
該照明装置の電源の投入直後において、
前記マイコン部は、初期処理として、前記電流電圧手段により検出された電流値及び電圧値の積が、目標値に達するまで、オン時間を順次長くするようスイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項３及び１２に記載の照明装置。
前記マイコン部は、前記初期処理における電流値及び電圧値と、デューティ比とを履歴として記憶部に記憶させる
ことを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
前記変圧器は、１次コイル側にセンタータップを有し、
前記脈流変換手段は、全波整流器を有し、前記変圧器の１次コイルの一端とセンタータップの間及び前記変圧器の１次コイルの他端とセンタータップの間に前記脈流を出力し、
前記スイッチ手段は、第１のスイッチと第２のスイッチとを有し、
前記第１のスイッチは、前記脈流変換手段と１次コイルの一端とを接続する配線に挿入され、
前記第２のスイッチは、前記脈流変換手段と１次コイルの他端とを接続する配線に挿入される
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記マイコン部は、前記交流直流変換手段への交流の電源供給の開始を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
前記マイコン部は、前記交流直流変換手段への交流の電源供給の停止を制御する
ことを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
前記筐体は、金属により構成される
ことを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
前記照明装置は、前記複数の固体発光素子を発光する発光手段と、
前記固体発光素子を前記発光手段に保持する保持手段と
を備え、
前記発光手段と前記保持手段とは、金属から構成され、
前記保持手段と前記筐体手段とは、密着して構成される
ことを特徴とする請求項１及び１０に記載の照明装置。
交流の電源と、電源の交流を直流に変換する交流直流変換部と、長方形状であり前記交流直流変換部が実装されるメインの片面実装基板及びサブの片面実装基板とを有し、箸箱型であり、前記交流直流変換手段の１部が実装されるメインの片面実装基板と前記交流直流変換手段の残部が実装される第１のサブの片面実装基板の片面実装面を長辺方向に沿って向かい合わせて構成される電源装置とを用いて複数の固体発光素子を発光させる照明装置の設計支援方法であって、
前記電源装置を構成する回路部品のリストを作成し、前記リスト内の前記構成要素のうち高さが最大である第１の回路部品と、幅が最大である第２の回路部品とを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された前記第２の回路部品の幅に基づき、該電源装置の前記メインの片面実装基板と前記第１のサブの片面実装基板との短辺の長さを決定する短辺決定ステップと、
前記メインの片面実装基板と前記第１のサブの片面実装基板とがなす距離を、前記第１の回路部品の高さと略同一に決定する距離決定ステップと、
前記短辺決定ステップで決定された短辺の長さと前記距離決定ステップで決定された距離とを前提に、前記リストにある回路部品を前記メインの片面実装基板及び前記第１のサブの片面実装基板に配置されて実装されるように、前記メインの片面実装基板及び前記サブの片面実装基板の長辺の長さを決定する長辺決定ステップと
を含むことを特徴とする設計支援方法。
交流の電源と、電源の交流を直流に変換する交流直流変換部と、長方形状であり前記交流直流変換部が実装されるメインの片面実装基板及びサブの片面実装基板とを有し、箸箱型であり、前記交流直流変換手段の１部が実装されるメインの片面実装基板と前記交流直流変換手段の残部が実装される第１のサブの片面実装基板の片面実装面を長辺方向に沿って向かい合わせて構成される電源装置とを用いて複数の固体発光素子を発光させる照明装置の設計を支援するコンピュータに読み取り可能なプログラムであって、
前記電源装置を構成する回路部品のリストを作成し、前記リスト内の前記構成要素のうち高さが最大である第１の回路部品と、幅が最大である第２の回路部品とを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された前記第２の回路部品の幅に基づき、該電源装置の前記メインの片面実装基板と前記第１のサブの片面実装基板との短辺の長さを決定する短辺決定ステップと、
前記メインの片面実装基板と前記第１のサブの片面実装基板とがなす距離を、前記第１の回路部品の高さと略同一に決定する距離決定ステップと、
前記短辺決定ステップで決定された短辺の長さと前記距離決定ステップで決定された距離とを前提に、前記リストにある回路部品を前記メインの片面実装基板及び前記第１のサブの片面実装基板に配置されて実装されるように、前記メインの片面実装基板及び前記サブの片面実装基板の長辺の長さを決定する長辺決定ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。