JP2011171006A

JP2011171006A - 照明装置

Info

Publication number: JP2011171006A
Application number: JP2010031577A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Nakagawara; 光治中川原
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】外部から与える調光信号のみで消灯から全点灯まで調光及び調色し且つ全点灯時の光量を増やす。
【解決手段】本実施形態の照明装置では、調光レベルが消灯のとき（０％）及び調光レベルが全点灯（１００％）のときを除いて互いに交わらず且つ調光レベルが消灯から全点灯へ変化する向きに単調増加する２種類の調光曲線（図２の実線イ，ロ参照）に沿って、制御装置２が第１光源３０並びに第２光源３１の駆動電流を調整する。そのため、外部（調光器１）から与える調光信号のみで消灯から全点灯まで調光し且つ調色することができるとともに、調光レベルが１００％のときには第１光源３０及び第２光源３１の何れもが全点灯するので、従来例に比べで全点灯時の光量を増やすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、調光並びに調色を可能とした照明装置に関する。

従来、調光と調色を可能とした照明装置として特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されている従来例は、白色の光源（発光ダイオードアレイ）と、電球色の光源（発光ダイオードアレイ）と、白色光源の光出力と電球色光源の光出力を制御する制御回路とを備え、照明光の光色を白色、電球色、または白色と電球色の混色に変化させるとともに照明光の強さ（光量）も変化させるものであった。

特許第４０８１６６５号公報

ところで、特許文献１に記載されている従来例の制御装置は、白色光源の駆動電流と電球色光源の駆動電流のオンデューティ比をそれぞれ相補的に（両者のオンデューティ比の合計が常に１００％となるように）調整している。つまり、当該従来例では２種類の光源を双方とも全点灯（定格点灯）させることができないために十分な光量が得難く、しかも、外部から与える調光レベルを０％（全点灯時の光量を１００％としたときの光量比）にしても２種類の光源の何れか一方が全点灯するために消灯できず、使い勝手が悪いという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、外部から与える調光信号のみで消灯から全点灯まで調光及び調色することができ且つ全点灯時の光量を増やすことができる照明装置を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、発光ダイオードからなる第１光源と、発光ダイオードからなり且つ色温度が前記第１光源の色温度と異なる第２光源と、外部から与えられる調光信号に応じて前記第１光源の駆動電流並びに前記第２光源の駆動電流を調整する制御手段とを備え、前記調光信号は、消灯から全点灯まで単調に変化して任意の調光レベルを指示してなり、前記制御手段は、前記調光レベルが消灯のとき及び前記調光レベルが全点灯のときを除いて互いに交わらず且つ前記調光レベルが消灯から全点灯へ変化する向きに単調増加する２種類の調光曲線に沿って前記第１光源並びに前記第２光源の駆動電流を調整することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、一方の前記調光曲線は、前記調光レベルが消灯に近付くにつれて急激に駆動電流を減少させるとともに前記調光レベルが全点灯に近付くにつれて緩やかに駆動電流を増加させるような特性を有し、他方の前記調光曲線は、前記調光レベルが消灯に近付くにつれて緩やかに駆動電流を減少させるとともに前記調光レベルが全点灯に近付くにつれて急激に駆動電流を増加させるような特性を有することを特徴とする。

本発明によれば、外部から与える調光信号のみで消灯から全点灯まで調光及び調色することができ且つ全点灯時の光量を増やすことができる。

本発明の実施形態を示し、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は制御装置のブロック図、（ｃ）はＬＥＤ駆動部の回路構成図である。同上における調光曲線の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態の照明装置は、図１（ａ）に示すように照明光源３と、制御装置２とで構成されている。ただし、制御装置２には調光器１が接続され、調光器１から制御装置２に調光信号が与えられるとともに商用電源ＡＣから調光器１を介して制御装置２に交流電力が供給される。

照明光源３は、発光ダイオードからなる第１光源３０、発光ダイオードからなり且つ色温度が第１光源３０の色温度と異なる第２光源３１とを有する。例えば、第１光源３０の色温度は２０００Ｋ（ケルビン）、第２光源３１の色温度は５２００Ｋとする。ただし、第１光源３０並びに第２光源３１の色温度はこれに限定されるものではない。また、図１（ａ）では第１光源３０並びに第２光源３１をそれぞれ１つの発光ダイオードとして図示しているが、複数の発光ダイオードを直列接続した発光ダイオードアレイであっても構わない。

制御装置２は、図１（ｂ）に示すように、調光器１から調光信号が入力される調光信号入力部２０と、調光器１を通じて給電される交流電圧を所望の直流電圧に変換する交流／直流変換部２１と、第１光源３０を駆動する第１ＬＥＤ駆動部２２Ａと、第２光源３１を駆動する第２ＬＥＤ駆動部２２Ｂと、調光信号入力部２０に入力される調光信号を、第１ＬＥＤ駆動部２２Ａ、第２ＬＥＤ駆動部２２Ｂに与えるべき駆動信号に変換する駆動信号変換部２３とを備えている。

２つの駆動部２２Ａ，２２Ｂは共通の構成を有するものであって、図１（ｃ）に示すように交流／直流変換部２１の高電位側の出力端と第１光源３０又は第２光源３１のアノードとの間に挿入された限流抵抗Ｒと、第１光源３０又は第２光源３１のカソードにドレインが接続されるとともにソースが交流／直流変換部２１の低電位側の出力端（グランド）に接続された電界効果トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１と、駆動信号変換部２３から出力される駆動信号を波形整形する波形整形回路とで構成される。この波形整形回路は従来周知のものであって、コレクタが交流／直流変換部２１の高電位側の出力端に接続され且つエミッタがスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続されたＰＮＰ型のバイポーラトランジスタＴｒ１並びにコレクタがスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続され且つエミッタがグランドに接続されたＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＴｒ２からなり、並列接続された２つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースに入力される駆動信号を波形整形してスイッチング素子Ｑ１のゲートに出力する。ここで、駆動信号変換部２３ではオンデューティ比が可変である一定周期の矩形波信号からなる駆動信号を出力することにより、駆動部２２Ａ，２２Ｂのスイッチング素子Ｑ１をオンデューティ比（パルス幅変調）制御して第１光源３０並びに第２光源３１への給電量を調整している。

調光器１は箱形の合成樹脂成形品からなるハウジング１０を有し、ハウジング１０の前面に円筒形状の操作部１１が配設されている（図１（ａ）参照）。ハウジング１０内には操作部１１の操作によって抵抗値が変化する可変抵抗器（図示せず）、可変抵抗器の抵抗値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）、Ａ／Ｄ変換器でデジタル値に変換された抵抗値に基づいて調光信号を生成する調光信号生成部（図示せず）が収納されている。

操作部１１はハウジング１０に対して約３１５度（７／４π）の範囲で回動自在に設けられており、前面に形成されているマーク１１ａが６時の位置にあるときに可変抵抗器の抵抗値が最小値となり、当該マーク１１ａが４時の位置と５時の位置の中間位置（４時半の位置）にあるときに可変抵抗器の抵抗値が最大値となる。そして、６時の位置と４時半の位置との間で操作部１１が時計回り及び反時計回りに回動するときに可変抵抗器の抵抗値が直線的に変化し、当該抵抗値に基づいて操作部１１の操作量（マーク１１ａの位置）を知ることができる。

調光信号生成部は、可変抵抗器の抵抗値の最小値から最大値までの値と一対一に対応するオンデューティ比（調光レベル）を有した調光信号（ＰＷＭ信号）を生成して制御装置２に出力する。ここで、操作部１１の操作量、すなわち、調光信号のオンデューティ比は、０％から１００％の範囲で可変抵抗器の抵抗値に比例して変化し、０％が消灯、１００％が全点灯（定格点灯）に対応している。

制御装置２においては、調光器１の調光信号生成部から出力される調光信号が、調光信号入力部２０によってオンデューティ比（調光レベル）に対応した電圧レベルの直流電圧信号に変換され、さらに当該直流電圧信号が、駆動信号変換部２３にて第１ＬＥＤ駆動部２２Ａ並びに第２ＬＥＤ駆動部２２Ｂに対する駆動信号に変換される。駆動信号変換部２３はマイクロコンピュータとメモリを有している。このメモリには、調光レベルと駆動信号のオンデューティ比（照明光源３の光量）との対応関係（調光曲線）を示したデータテーブルが格納されている。ここで、第１光源３０の調光曲線を図２に実線イで示し、第２光源３１の調光曲線を同図に実線ロで示す。つまり、第１光源３０の調光曲線（実線イ）は、調光レベルが消灯（０％）に近付くにつれて急激に低下し且つ調光レベルが全点灯（１００％）に近付くにつれて緩やかに上昇するような特性を有している。また、第２光源３１の調光曲線（実線ロ）は、調光レベルが消灯（０％）に近付くにつれて緩やかに低下し且つ調光レベルが全点灯（１００％）に近付くにつれて急激に上昇するような特性を有している。そして、前記データテーブルは、２５６段階に分割した調光レベルとそれぞれの段階における調光曲線の値（駆動信号のオンデューティ比）との対応関係を示している。

而して、調光器１の操作部１１のマーク１１ａが６時の位置にあるときは、調光信号の調光レベルが０％となるので、制御装置２の第１ＬＥＤ駆動部２２Ａ並びに第２ＬＥＤ駆動部２２Ｂから出力される駆動信号のオンデューティ比も０％となって第１光源３０及び第２光源３１が発光せずに照明光源３が消灯する。そして、照明光源３が消灯している状態から操作部１１を操作して時計回りに回動させると、調光信号の調光レベルが０％から徐々に増加し、調光レベルの増加に伴って駆動信号のオンデューティ比も０％から徐々に増加する。その結果、第１光源３０並びに第２光源３１が何れも発光し、調光レベルの増加に伴ってそれぞれの光量が増大する。このとき、第１光源３０並びに第２光源３１の光量は、各々図２の実線イ，ロで示す調光曲線に沿って増大するので、照明光源３の光量は図２の破線ハで示す調光曲線に沿って増大することになる。しかも、第１光源３０の光量と第２光源３１の光量の割合が調光レベルに応じて変化する、具体的には、調光レベルが高くなるにつれて第１光源３０の光量に対する第２光源３１の光量の割合が増加する。故に、調光レベルの変化と同時に照明光源３の光色（色温度）も変化（増大）することになる。

上述のように本実施形態の照明装置では、調光レベルが消灯のとき（０％）及び調光レベルが全点灯（１００％）のときを除いて互いに交わらず且つ調光レベルが消灯から全点灯へ変化する向きに単調増加する２種類の調光曲線（図２の実線イ，ロ参照）に沿って、制御装置２が第１光源３０並びに第２光源３１の駆動電流を調整する。そのため、外部（調光器１）から与える調光信号のみで消灯から全点灯まで調光し、且つ低照度時には色温度がほぼ変わらずに低い色温度を維持し、高照度時には色温度が大きく変化するように調色することができるとともに、調光レベルが１００％のときには第１光源３０及び第２光源３１の何れもが全点灯するので、従来例に比べで全点灯時の光量を増やすことができる。

２制御装置（制御手段）
３照明光源
２０調光信号入力部
２１交流／直流変換部
２２Ａ第１ＬＥＤ駆動部
２２Ｂ第２ＬＥＤ駆動部
２３駆動信号変換部
３０第１光源
３１第２光源

Claims

発光ダイオードからなる第１光源と、発光ダイオードからなり且つ色温度が前記第１光源の色温度と異なる第２光源と、外部から与えられる調光信号に応じて前記第１光源の駆動電流並びに前記第２光源の駆動電流を調整する制御手段とを備え、
前記調光信号は、消灯から全点灯まで単調に変化して任意の調光レベルを指示してなり、
前記制御手段は、前記調光レベルが消灯のとき及び前記調光レベルが全点灯のときを除いて互いに交わらず且つ前記調光レベルが消灯から全点灯へ変化する向きに単調増加する２種類の調光曲線に沿って前記第１光源並びに前記第２光源の駆動電流を調整することを特徴とする照明装置。
一方の前記調光曲線は、前記調光レベルが消灯に近付くにつれて急激に駆動電流を減少させるとともに前記調光レベルが全点灯に近付くにつれて緩やかに駆動電流を増加させるような特性を有し、他方の前記調光曲線は、前記調光レベルが消灯に近付くにつれて緩やかに駆動電流を減少させるとともに前記調光レベルが全点灯に近付くにつれて急激に駆動電流を増加させるような特性を有することを特徴とする請求項１記載の照明装置。