JP2013165021A - 点灯装置および、これを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】低光束での調光時における発光素子の明るさバラツキを低減し、かつ映像機器で光源部を撮影した際のちらつきを抑制することができる点灯装置および、これを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】昇圧チョッパ回路３と、スイッチング素子Ｑ１のオン期間を制御することで、第１の二次巻線Ｎ２から光源部９に供給される負荷電流を制御するフライバックコンバータ回路５と、第２のスイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２が増加するにつれて、光源部９に供給される負荷電流を低減させる電流調整回路６と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御する制御部７とを備え、調光度３％より浅い領域では、スイッチング素子Ｑ２をオフに維持した状態でオンパルス幅Ｔｏｎ１を制御し、調光度３％より深い領域では、オンパルス幅Ｔｏｎ１を０．５μｓに維持した状態でオンデューティＤｏｎ２を制御することで調光制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体発光素子の点灯装置および、これを用いた照明器具に関するものである。

従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）照明モジュールに給電するＬＥＤ照明モジュール用の給電アッセンブリ（点灯装置）が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

このＬＥＤ照明モジュール用の給電アッセンブリ（以下、点灯装置と称す）は、図１０に示すように、ＤＣ電源１００の両端間に接続されるダイオードＤ１００及びＭＯＳＦＥＴで示す制御スイッチ１０１の直列回路を備える。また、インダクタＬ１００及びＬＥＤ照明モジュール１０２は、ダイオードＤ１００の両端間に接続される。

コントローラ１０３は、増幅器１０４を通じて制御スイッチ１０１の制御入力部に供給されるデュアルＰＷＭスイッチング信号を発生する。このデュアルＰＷＭスイッチング信号は、実質的には、低周波のパルスバースト、すなわち低周波ＰＷＭスイッチング信号成分に供給される高周波ＰＷＭスイッチング信号成分の組み合わせである。

コントローラ１０３は、電流モードパルス幅変調器１０５を有し、電流モードパルス幅変調器１０５は、電流源１０６からのＬＥＤ電流基準信号、検知電流及び高周波のこぎり波信号を受信する。電流モードパルス幅変調器１０５は、ＡＮＤゲート１０７の一方の入力部に供給される高周波パルス幅変調スイッチング信号成分を発生し、ＡＮＤゲート１０７からの出力は、増幅器１０４を通じて制御スイッチ１０１のゲートに供給される。

したがって、特許文献１に記載の点灯装置では、デュアルＰＷＭスイッチング信号の低周波成分を変化させることによって、ＬＥＤ照明モジュール１０２に流れる平均電流を、ＬＥＤ照明モジュール１０２から出力される光強度を変化させるために変更することができる。

特表２０１１−５１１０７８号公報

ＬＥＤ照明モジュール１０２に負荷電流が間欠的に流れるように調光する、いわゆるバースト調光方式では、低光束まで調光しようとする場合、比較的低い周波数（１２０Ｈｚ程度）にする必要がある。

また、このバースト調光方式では、負荷電流が間欠的に流れることから負荷電流の流れない休止期間が存在する。したがって、例えば、ビデオカメラなどの他の映像機器を通してＬＥＤ照明モジュール１０２を見た場合、映像機器特有の周波数と干渉したチラツキが目視されるおそれがあった。一方、調光方式としては、ＬＥＤ照明モジュール１０２に流れる負荷電流のピーク値を可変する振幅制御方式も考えられる。この振幅制御方式では、負荷電流がＬＥＤ照明モジュール１０２に連続的に流れることから、上記のように映像機器を通してＬＥＤ照明モジュール１０２を見た場合にチラツキが目視される可能性は低くなる。

ところで、ＬＥＤ照明モジュール１０２を構成する発光ダイオード（発光素子）は、それぞれ順方向電圧にバラツキがあり、その種類によっては１５％以上のバラツキが生じる。このため、振幅制御方式では、低光束での調光時においてＬＥＤ照明モジュール１０２に印加される電圧が低下する。そのため、ＬＥＤ照明モジュール１０２において、各発光ダイオードの明るさにバラツキが生じるという問題があった。この問題は、直列に接続される発光ダイオードの個数が多いほど顕著になる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、低光束での調光時における発光素子の明るさバラツキを低減し、かつ映像機器で光源部を撮影した際のちらつきを抑制することができる点灯装置および、これを用いた照明器具を提供することにある。

本発明の点灯装置は、直流電力を出力する直流電源回路と、一次巻線および第１，第２の二次巻線を有するトランスおよび、前記一次巻線に接続される第１のスイッチング素子を有し、前記直流電源回路の出力電力を入力として、前記第１のスイッチング素子のオン幅を可変制御することで、前記第１の二次巻線から複数の発光素子で構成された光源部に供給される負荷電流を制御するコンバータ回路と、前記第１の二次巻線と同極性に構成された前記第２の二次巻線に直列接続される第２のスイッチング素子を有し、前記第２のスイッチング素子のオン幅が増加するにつれて、前記一次巻線から前記第１の二次巻線に供給されるエネルギーが低減し、前記第１の二次巻線から前記光源部に供給される負荷電流を低減させる電流調整回路と、前記第１，第２のスイッチング素子のオン・オフを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光源部の調光度が第１の所定値よりも浅い領域において、前記光源部の調光度を増加させる場合は、前記第２のスイッチング素子をオフに維持した状態で、前記第１のスイッチング素子のオン幅を増加させ、前記光源部の調光度を低減させる場合は、前記第２のスイッチング素子をオフに維持した状態で、前記第１のスイッチング素子のオン幅を低減させ、前記光源部の調光度が前記第１の所定値よりも深い領域では、前記第１のスイッチング素子のオン幅を下限値に維持した状態で、前記第２のスイッチング素子のオン幅を調整することで前記光源部の調光度を制御することを特徴とする。

この点灯装置において、前記電流調整回路は、前記光源部に並列接続される、抵抗およびコンデンサからなる直列回路と、オンすることで前記コンデンサを放電させる第３のスイッチング素子と、前記コンデンサの放電経路に介挿されるインダクタとを備え、前記光源部の調光度が前記第１の所定値よりも深い領域では、前記第３のスイッチング素子が前記コンデンサを放電することによって発生する前記インダクタの誘起電力を用いて、前記コンバータ回路の出力にパルス電圧を重畳させることが好ましい。

この点灯装置において、前記第２のスイッチング素子のオン・オフ周波数を、映像機器のシャッタースピードよりも高い周波数に設定することが好ましい。

この点灯装置において、前記第３のスイッチング素子のオン・オフ周波数を、１２０Ｈｚ以上に設定することが好ましい。

この点灯装置において、前記第３のスイッチング素子は、前記光源部の調光度が第２の所定値よりも浅い領域では、オフ状態を維持し、前記光源部の調光度が前記第２の所定値よりも深い領域では、オン・オフ駆動されることが好ましい。

この点灯装置において、前記制御部は、外部から入力される調光信号に基づいて、前記第１〜第３のスイッチング素子のうち少なくとも１つをオン・オフ制御するマイクロコンピュータを備えることが好ましい。

この点灯装置において、前記トランスは、前記第１の二次巻線と逆極性の第３の二次巻線を有しており、前記電流調整回路の駆動電源は、前記第３の二次巻線に生じる電圧を整流平滑することで生成されることが好ましい。

本発明の照明器具は、直流電力を出力する直流電源回路と、一次巻線および第１，第２の二次巻線を有するトランスおよび、前記一次巻線に接続される第１のスイッチング素子を有し、前記直流電源回路の出力電力を入力として、前記第１のスイッチング素子のオン幅を可変制御することで、前記第１の二次巻線から複数の発光素子で構成された光源部に供給される負荷電流を制御するコンバータ回路と、前記第１の二次巻線と同極性に構成された前記第２の二次巻線に直列接続される第２のスイッチング素子を有し、前記第２のスイッチング素子のオン幅が増加するにつれて、前記一次巻線から前記第１の二次巻線に供給されるエネルギーが低減し、前記第１の二次巻線から前記光源部に供給される負荷電流を低減させる電流調整回路と、前記第１，第２のスイッチング素子のオン・オフを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光源部の調光度が第１の所定値よりも浅い領域において、前記光源部の調光度を増加させる場合は、前記第２のスイッチング素子をオフに維持した状態で、前記第１のスイッチング素子のオン幅を増加させ、前記光源部の調光度を低減させる場合は、前記第２のスイッチング素子をオフに維持した状態で、前記第１のスイッチング素子のオン幅を低減させ、前記光源部の調光度が前記第１の所定値よりも深い領域では、前記第１のスイッチング素子のオン幅を下限値に維持した状態で、前記第２のスイッチング素子のオン幅を調整することで前記光源部の調光度を制御する点灯装置と、複数の発光素子で構成され、前記点灯装置によって点灯される光源部と、前記点灯装置および前記光源部が取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、低光束での調光時における発光素子の明るさバラツキを低減し、かつ映像機器で光源部を撮影した際のちらつきを抑制することができることができるという効果がある。

本発明の実施形態１の点灯装置の回路構成図である。 調光信号のオンデューティに対する光出力の関係を示すグラフである。 第１の制御信号の波形図である。 （ａ）スイッチング素子Ｑ２のドレイン電流の波形測定図である。（ｂ）スイッチング素子Ｑ２のゲート電圧の波形測定図である。 （ａ）スイッチング素子Ｑ２のドレイン電流の波形測定図である。（ｂ）第３の二次巻線Ｎ４に生じる電圧の波形測定図である。 実施形態２の点灯装置の回路構成図である。 調光信号のオンデューティに対する光出力の関係を示すグラフである。 （ａ）パルス電圧が重畳された順方向電圧の波形図である。（ｂ）パルス電圧が重畳されたことによる順方向電圧，順方向電流の変動を示すグラフである。 実施形態３の照明器具の概略構成図である。 従来の点灯装置の回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の点灯装置１０の回路構成図を図１に示す。本実施形態の点灯装置１０は、フィルタ回路１と整流回路２と昇圧チョッパ回路３と制御用電源回路４とフライバックコンバータ回路５と電流調整回路６と制御部７と外部調光器８とを主構成としている。そして、点灯装置１０は、商用電源Ｅ１を入力電源として、複数（本実施形態では、３２個）の発光ダイオードＬＤ１（発光素子）からなる光源部９に電流を供給することで、光源部９を点灯させる。以下に、点灯装置１０の構成について説明する。

フィルタ回路１は、商用電源Ｅ１が接続される入力端子ＣＮ１と、電流ヒューズＦ１と、サージ保護素子ＳＰＤ１と、フィルタコンデンサＣＦ１と、ラインフィルタＬＦ１とで構成されている。入力端子ＣＮ１は、電流ヒューズＦ１を介してラインフィルタＬＦ１の入力端子に接続されている。また、ラインフィルタＬＦ１の入力端子には、サージ保護素子ＳＰＤ１とフィルタコンデンサＣＦ１とが並列に接続されている。ラインフィルタＬＦ１の出力端子は、整流回路２の全波整流器ＤＢ１の入力端子に接続されている。このような構成でフィルタ回路１は、商用電源Ｅ１の電源ノイズをカットする。

整流回路２は、ダイオードブリッジからなる全波整流器ＤＢ１を備え、全波整流器ＤＢ１の出力端には、高周波バイパス用のコンデンサＣ１が並列に接続されている。また、全波整流器ＤＢ１の出力端子の負極は、回路基板上のグランドであって、コンデンサＣ２，Ｃ３からなる直列回路を介して、回路ブロックが収納されるケースのシャーシ電位に高周波的に接地されている。

昇圧チョッパ回路３は、インダクタＬ１と、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ３と、ダイオードＤ１と、平滑コンデンサＣ４と、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１とを主構成としている。

全波整流器ＤＢ１の出力端子間に、インダクタＬ１とダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ４との直列回路が接続されている。また、ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ４との直列回路と並列に、スイッチング素子Ｑ３と電流検出抵抗Ｒ１との直列回路が接続されている。なお、平滑コンデンサＣ４は、アルミ電解コンデンサ等からなる大容量のコンデンサである。

そして、昇圧チョッパ回路３は、スイッチング素子Ｑ３のオン・オフを高周波で切り替えることにより、全波整流器ＤＢ１から出力される脈流電圧を昇圧し、かつ平滑コンデンサＣ４によって平滑化することで直流電圧Ｖ１（例えば４１０Ｖ）を出力する。

なお、本実施形態では、フィルタ回路１と整流回路２と昇圧チョッパ回路３とが本発明の直流電源回路に相当する。

ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、ＳＴマイクロエレクトロニクス社製のＬ６５６２Ａで構成され、１番ピンＰ１１から８番ピンＰ１８を備える。１番ピンＰ１１（ＩＮＶ）は、内蔵の誤差増幅器（図示せず）の反転入力端子である。２番ピンＰ１２（ＣＯＭＰ）は、誤差増幅器の出力端子である。３番ピンＰ１３（ＭＵＬＴ）は、内蔵の乗算回路（図示せず）の入力端子である。４番ピンＰ１４（ＣＳ）は、チョッパ電流の検出用端子である。５番ピンＰ１５（ＺＣＤ）は、ゼロクロスの検出用端子である。６番ピンＰ１６（ＧＮＤ）は、グランド端子である。７番ピンＰ１７（ＧＤ）は、ゲートドライブ端子である。８番ピンＰ１８（Ｖｃｃ）は、電源端子である。

昇圧チョッパ回路３の入力電圧であるコンデンサＣ１の両端電圧は、商用電源Ｅ１の交流電源電圧を全波整流した脈流電圧となる。この脈流電圧は、抵抗Ｒ２〜Ｒ４の直列回路と抵抗Ｒ５とによって分圧され、コンデンサＣ５によってノイズカットされてＰＦＣ制御回路ＩＣ１の３番ピンＰ１３に入力される。これによって、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、コンデンサＣ１の両端電圧（脈流電圧）を検出する。３番ピンＰ１３に接続された内蔵の乗算回路は、全波整流器ＤＢ１を介して商用電源Ｅ１から引き込まれる入力電流の電流波形が脈流電圧波形と相似形となるように制御するために用いられる。

平滑コンデンサＣ４の両端電圧（直流電圧Ｖ１）は、抵抗Ｒ６〜Ｒ９の直列回路と、抵抗Ｒ１０および可変抵抗ＶＲ１の直列回路とによって分圧され、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１の１番ピンＰ１１に入力される。これによって、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、平滑コンデンサＣ４の両端電圧（直流電圧Ｖ１）を検出する。なお、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１の１番ピンＰ１１と２番ピンＰ１２との間に接続されたコンデンサＣ６，Ｃ７および抵抗Ｒ１１は、内蔵の誤差増幅器の帰還インピーダンスである。

電流検出抵抗Ｒ１の両端電圧は、抵抗Ｒ１２およびコンデンサＣ８からなるノイズフィルタ回路を介してＰＦＣ制御回路ＩＣ１の４番ピンＰ１４に入力される。これによって、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、スイッチング素子Ｑ３に流れる電流を検出する。

インダクタＬ１の二次巻線Ｌ２の一端は、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１の６番ピンＰ１６に接続されることで回路グランドに接続され、他端は、抵抗Ｒ１３を介してＰＦＣ制御回路ＩＣ１の５番ピンＰ１５に入力されている。これによって、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーを検出する。

ＰＦＣ制御回路ＩＣ１の７番ピンＰ１７は、ゲートドライブ端子であって、７番ピンＰ１７の出力レベルがハイになると、抵抗Ｒ１４を介して抵抗Ｒ１５に電流が流れ、抵抗Ｒ１５の両端電圧が上昇する。そして、抵抗Ｒ１５の両端電圧が、スイッチング素子Ｑ３のゲート−ソース間の閾値電圧以上となると、スイッチング素子Ｑ３がオンに切り替わる。また、７番ピンＰ１７の出力レベルがローになると、ダイオードＤ２および抵抗Ｒ１６を介してスイッチング素子Ｑ３のゲート−ソース間に蓄積された電荷が放電されることにより、スイッチング素子Ｑ３がオフに切り替わる。

そして、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、４番ピンＰ１４で検出されるスイッチング素子Ｑ３を流れる電流が所定のピーク値に達すると、スイッチング素子Ｑ３をオフに切り替える。また、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、５番ピンＰ１５で検出されるインダクタＬ１のエネルギーが、放出されて閾値を下回ると、スイッチング素子Ｑ３を再度オンに切り替える。

また、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、３番ピンＰ１３で検出される脈流電圧が高い場合には、スイッチング素子Ｑ３のオン時間が長くなるように制御し、脈流電圧が低い場合には、スイッチング素子Ｑ３のオン時間が短くなるように制御する。

さらに、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、１番ピンＰ１１で検出される平滑コンデンサＣ４の両端電圧（直流電圧Ｖ１）が目標値よりも高い場合にはスイッチング素子Ｑ３のオン時間が短くなるように制御し、目標値よりも低い場合にはスイッチング素子Ｑ３のオン時間が長くなるように制御する。これにより、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１は、スイッチング素子Ｑ３に流れるピーク電流が目標値と一致するように制御する。

制御用電源回路４は、平滑コンデンサＣ４に接続されるＩＰＤ素子ＩＣ２と、その周辺回路とで構成される。ＩＰＤ素子ＩＣ２は、いわゆるインテリジェント・パワー・デバイスであって、パナソニック社製のＭＩＰ２Ｅ２Ｄで構成される。ＩＰＤ素子ＩＣ２は、ドレイン端子，ソース端子，コントロール端子を有する３ピンの素子であって、その内部にはパワーＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子と、このスイッチング素子のオン・オフを制御する制御回路とが内蔵されている。そして、ＩＰＤ素子ＩＣ２に内蔵されたスイッチング素子とインダクタＬ３と平滑コンデンサＣ９とダイオードＤ３とで降圧チョッパ回路が構成されている。また、ツェナーダイオードＺＤ１とダイオードＤ４と平滑コンデンサＣ１０とコンデンサＣ１１とでＩＰＤ素子ＩＣ２の電源回路が構成されている。また、ＩＰＤ素子ＩＣ２のドレイン端子には、ノイズカット用のコンデンサＣ１２が接続されている。

制御用電源回路４は、平滑コンデンサＣ４の両端電圧（直流電圧Ｖ１）を降圧した制御用電源電圧ＶＣ１を平滑コンデンサＣ９の両端間に生成する。この制御用電源電圧ＶＣ１が、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１および、後述する集積回路（三端子レギュレータＩＣ３，マイクロコンピュータＩＣ４（以下、マイコンＩＣ４と略称する），駆動回路ＩＣ５（ドライバーＩＣ））の動作電源となる。したがって、ＩＰＤ素子ＩＣ２が動作を開始するまでは平滑コンデンサＣ９が充電されていないため、他の集積回路ＩＣ１，ＩＣ３〜ＩＣ５は動作しない。以下、制御用電源回路４の動作について説明する。

商用電源Ｅ１を投入した初期において、平滑コンデンサＣ４が全波整流器ＤＢ１の出力電圧により充電されると、ＩＰＤ素子ＩＣ２のドレイン端子→コントロール端子→平滑コンデンサＣ１０→インダクタＬ３→平滑コンデンサＣ９の経路で電流が流れる。これにより、平滑コンデンサＣ１０が充電され、ＩＰＤ素子ＩＣ２に動作電圧を供給する。そして、ＩＰＤ素子ＩＣ２が動作を開始し、内蔵のスイッチング素子のオン・オフ制御が開始される。

ＩＰＤ素子ＩＣ２のスイッチング素子がオンしているときは、平滑コンデンサＣ４→ＩＰＤ素子ＩＣ２のドレイン端子→ソース端子→インダクタＬ３→平滑コンデンサＣ９の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ９が充電される。そして、ＩＰＤ素子ＩＣ２のスイッチング素子がオフに切り替わると、インダクタＬ３に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ３を介して平滑コンデンサＣ９に放出される。これにより、ＩＰＤ素子ＩＣ２に内蔵されたスイッチング素子とインダクタＬ３とダイオードＤ３と平滑コンデンサＣ９とからなる回路が降圧チョッパ回路として動作する。そして、平滑コンデンサＣ９の両端間に平滑コンデンサＣ４の両端電圧（直流電圧Ｖ１）を降圧した制御用電源電圧ＶＣ１が生成される。

また、ＩＰＤ素子ＩＣ２のスイッチング素子がオフしているときは、ダイオードＤ３を介して回生電流が流れ、インダクタＬ３の両端電圧は、平滑コンデンサＣ９の両端電圧とダイオードＤ３の順方向電圧との和電圧にクランプされる。この和電圧から、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧とダイオードＤ４の順方向電圧との和電圧を差し引いた電圧が、平滑コンデンサＣ１０の両端電圧となる。ＩＰＤ素子ＩＣ２に内蔵された制御回路は、平滑コンデンサＣ１０の両端電圧が一定となるようにスイッチング素子のオン・オフ制御を行う。これにより、結果として平滑コンデンサＣ９の両端電圧も一定となるように制御される。

そして、平滑コンデンサＣ９の両端間に制御用電源電圧ＶＣ１が生成されると、ＰＦＣ制御回路ＩＣ１の動作が開始して昇圧チョッパ回路３の動作が開始する。また、マイコンＩＣ４の動作電源（５Ｖ）を生成する三端子レギュレータＩＣ３および、マイコンＩＣ４および、駆動回路ＩＣ５も動作を開始することにより、後述するフライバックコンバータ回路５のスイッチング素子Ｑ１のオン・オフ制御も開始される。

フライバックコンバータ回路５は、トランスＴ１と、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１（第１のスイッチング素子）と、ダイオードＤ５と、平滑コンデンサＣ１３とを主構成とする。フライバックコンバータ回路５は、スイッチング素子Ｑ１のオンパルス幅を可変制御することで、平滑コンデンサＣ４の両端電圧（直流電圧Ｖ１）を降圧した直流電圧を平滑コンデンサＣ１３の両端間に生成する。

平滑コンデンサＣ４の正極には、トランスＴ１の一次巻線Ｎ１の一端が接続され、負極には、スイッチング素子Ｑ１のソース端子に接続され、スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は一次巻線Ｎ１の他端に接続されている。また、一次巻線Ｎ１の両端間に、抵抗Ｒ１７，Ｒ１８とダイオードＤ８とからなる直列回路が接続され、抵抗Ｒ１８と並列にコンデンサＣ１４が接続されている。

また、トランスＴ１は、一次巻線Ｎ１に対して逆極性に構成された第１，第２の二次巻線Ｎ２，Ｎ３および、一次巻線Ｎ１に対して同極性（第１，第２の二次巻線Ｎ２，Ｎ３に対して逆極性）に構成された第３の二次巻線Ｎ４を有している。なお、一次巻線Ｎ１と第１の二次巻線Ｎ２との巻数比は略等しく、第２，第３の二次巻線Ｎ３，Ｎ４の巻数は、第１の二次巻線Ｎ２の巻数の略１／１０となっている。

第１の二次巻線Ｎ２の両端間には、ダイオードＤ５と平滑コンデンサＣ１３（１μＦ）との直列回路が接続されている。具体的には、ダイオードＤ５は、アノード端子が第１の二次巻線Ｎ２の一端に接続され、カソード端子が平滑コンデンサＣ１３を介して第１の二次巻線Ｎ２の他端に接続されている。また、平滑コンデンサＣ１３と光源部９とが、出力端子ＣＮ２を介して並列接続されている。

そして、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されることで、平滑コンデンサＣ１３に直流電圧Ｖ１を降圧した直流電圧が生成され、光源部９に印加されることで光源部９に負荷電流が供給される。また、スイッチング素子Ｑ１のオン期間を可変制御することで、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にトランスＴ１に蓄積されるエネルギーを制御することができ、光源部９に供給される負荷電流を制御することができる。

また、第２の二次巻線Ｎ３には、ダイオードＤ６を介して電流調整回路６が接続されている。電流調整回路６は、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２とフォトカプラＩＣ６とを主構成とする。

スイッチング素子Ｑ２は、ダイオードＤ６を介してトランスＴ１の第２の二次巻線Ｎ３の両端間に接続されている。フォトカプラＩＣ６は、東芝社製のＴＬＰ１５１で構成されており、１番ピンＰ６１〜６番ピンＰ６６（２番ピンはなし）を備え、後述する制御部７のマイコンＩＣ４から出力される第２の制御信号Ｓ２に応じてスイッチング素子Ｑ２のオン・オフ駆動を行う。すなわち、フォトカプラＩＣ６は、マイコンＩＣ４の出力を絶縁して、スイッチング素子Ｑ２のオン・オフ駆動を行う。

フォトカプラＩＣ６の１番ピンＰ６１は、内蔵されたダイオードのアノード端子であり、抵抗Ｒ１９（２．７ｋΩ）を介してマイコンＩＣ４に接続されている。３番ピンＰ６３は、内蔵されたダイオードのカソード端子であり、回路グランドに接地されている。４番ピンＰ６４は、グランド端子であり、トランスＴ１の第１の二次巻線Ｎ２の他端に接続されている。５番ピンＰ６５は、出力端子であり、４番ピンＰ６４との間に抵抗Ｒ２０（１００Ω），Ｒ２１（１５ｋΩ）からなる直列回路が接続され、抵抗Ｒ２０，Ｒ２１の接続点がスイッチング素子Ｑ２のゲート端子に接続されている。６番ピンＰ６６は、電源端子であり、第３の二次巻線Ｎ４に生じる誘導電圧から電源電圧を得る。

第３の二次巻線Ｎ４の両端間には、ダイオードＤ７と抵抗Ｒ２２（１００Ω）とコンデンサＣ１５とからなる直列回路が接続されている。このコンデンサＣ１５と並列に抵抗Ｒ２３（１００Ω）とコンデンサＣ１６とからなる直列回路が接続されており、抵抗Ｒ２３とコンデンサＣ１６との接続点に６番ピンＰ６６が接続される。トランスＴ１の一次巻線Ｎ１と第３の二次巻線Ｎ４とは同極性に構成されており、スイッチング素子Ｑ１がオンした際に、第３の二次巻線Ｎ４に誘導電圧が生じる。この誘導電圧によって、ダイオードＤ７，抵抗Ｒ２２を介してコンデンサＣ１５に電流が供給されることでコンデンサＣ１５が充電される。すなわち、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されることで、第３の二次巻線Ｎ４に生じる誘導電圧を整流平滑することでフォトカプラＩＣ６の駆動電源が生成される。

電流調整回路６は、上記構成で、後述するマイコンＩＣ４から出力される第２の制御信号Ｓ２が１番ピンＰ６１に入力され、この第２の制御信号Ｓ２の信号レベルに同期してスイッチング素子Ｑ２のオン・オフを行う。

制御部７は、マイコンＩＣ４を主構成としており、マイコンＩＣ４の内部のプログラムによりフライバックコンバータ回路５のスイッチング素子Ｑ１と、電流調整回路６のスイッチング素子Ｑ２とをオン・オフ駆動するための矩形波信号（第１，第２の制御信号Ｓ１，Ｓ２）を生成する。

マイコンＩＣ４は、ＲＥＮＥＳＡＳ社製の８ビットマイコン７８Ｋ０／Ｉｘ２で構成されており、１番ピンＰ４０１〜３０番ピンＰ４３０を備える。

このマイコンＩＣ４の電源電圧は５Ｖであるため、三端子レギュレータＩＣ３を用いて、制御用電源回路４が生成する制御用電源電圧ＶＣ１（＝１５Ｖ）をマイコン用電源電圧ＶＣ２（＝５Ｖ）に変換する。三端子レギュレータＩＣ３の入力端子は、平滑コンデンサＣ９の正極に接続され、出力端子は、マイコンＩＣ４の２７番ピンＰ４２７（電源端子）に接続されている。また、三端子レギュレータＩＣ３の入力端子−グランド端子間にコンデンサＣ１７が接続され、出力端子−グランド端子間にコンデンサＣ１８が接続されている。また、マイコンＩＣ４の２８番ピンＰ４２８（グランド端子）はグランドに接地されている。そして、三端子レギュレータＩＣ３は、平滑コンデンサＣ９の両端電圧（制御用電源電圧ＶＣ１）を変換して、コンデンサＣ１８の両端間にマイコン用電源電圧ＶＣ２を生成することで、マイコンＩＣ４に電源供給する。

また、マイコンＩＣ４の２２番ピンＰ４２２は、コネクタＣＮ３を介して外部調光器８に接続されており、外部調光器８から調光信号Ｓｄが入力される。調光信号Ｓｄは、振幅５Ｖで発振周波数が１ｋＨｚの矩形波信号で構成されている。光源部９の目標調光度は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１によって決定され、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が０％の場合に目標調光度が１００％（全点灯）となり、オンデューティＤｏｎ１が増加するにつれて目標調光度が低減するように設定されている。マイコンＩＣ４は、入力される調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１（オンパルス幅）を検出するようにプログラムで設定されており、オンデューティＤｏｎ１に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフ制御を行う。

マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン・オフ制御を行う第１の制御信号Ｓ１を１９番ピンＰ４１９から出力する。そして、駆動回路ＩＣ５は第１の制御信号Ｓ１に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン・オフ駆動を行う。なお、マイコンＩＣ４は、汎用ＩＣであるので、他の動作については説明を省略する。

駆動回路ＩＣ５は、ＭＡＸＩＭ社製のＭＡＸ１５０７０Ａで構成され、１番ピンＰ５１〜６番ピンＰ５６を備える。１番ピンＰ５１は、正極入力端子であり、抵抗Ｒ２４（１ｋΩ）を介してマイコンＩＣ４の１９番ピンＰ４１９に接続されており、第１の制御信号Ｓ１が入力される。また、抵抗Ｒ２４と１９番ピンＰ４１９との接続点は、抵抗Ｒ２５（１００ｋΩ）を介してグランドに接続されている。２番ピンＰ５２は、グランド端子であり、グランドに接地されている。３番ピンＰ５３は、負極入力端子であり、グランドに接地されている。４番ピンＰ５４は、内蔵されたＮチャネルＭＯＳＦＥＴの出力端子（シンク出力端子）であり、抵抗Ｒ２６（１０Ω）を介して、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子に接続されている。５番ピンＰ５５は、内蔵されたＰチャネルＭＯＳＦＥＴの出力端子（ソース出力端子）であり、抵抗Ｒ２７（３００Ω）を介して、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子は、抵抗Ｒ２８を介してグランドに接続されている。６番ピンＰ５６は、電源端子であり、平滑コンデンサＣ９の正極および、コンデンサＣ１９（０．１μＦ）を介してグランドに接続されており、制御用電源電圧ＶＣ１（＝１５Ｖ）が印加される。

駆動回路ＩＣ５は、上記構成で、マイコンＩＣ４が出力する第１の制御信号Ｓ１（振幅５Ｖ）の振幅を１５Ｖに増幅してスイッチング素子Ｑ１のゲート端子に出力することで、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフ駆動を行う。なお、駆動回路ＩＣ５は、汎用ＩＣであるので、具体的な動作については説明を省略する。

また、マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１に応じて、スイッチング素子Ｑ２のオン・オフ制御を行う第２の制御信号Ｓ２を、１７番ピンＰ４１７から抵抗Ｒ１９を介してフォトカプラＩＣ６の１番ピンＰ６１に出力する。なお、マイコンＩＣ４の１７番ピンＰ４１７と抵抗Ｒ１９との接続点は、抵抗Ｒ２９を介してグランドに接地されている。

また、使用環境に応じてマイコンＩＣ４に周辺回路が接続される。本実施形態では、１２番ピンＰ４１２は三端子レギュレータＩＣ３の出力端子に接続されている。また、７番ピンＰ４０７，８番ピンＰ４０８，９番ピンＰ４０９は、それぞれ抵抗Ｒ３０，Ｒ３１，Ｒ３２を介して三端子レギュレータＩＣ３の出力端子に接続されている。また、１０番ピンＰ４１０は、コンデンサＣ２０を介してグランドに接地されている。なお、図１において、他の回路素子が接続されていないマイコンＩＣ４のピンについては、符号の図示を省略している。

次に、本実施形態の点灯装置１０の動作について、図２を用いて説明する。図２は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１に対する、光源部９の光出力（調光度）および光源部９に流れる負荷電流の実効値を示すグラフである。

図２に示すように、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が０〜５％である場合、光源部９の目標調光度が１００％（負荷電流３００ｍＡ）となるように設定されている。また、オンデューティＤｏｎ１が５〜５０％までは、オンデューティＤｏｎ１が５％から増加するにつれて目標調光度が１００％から低減し、オンデューティＤｏｎ１が５０％に達すると目標調光度が３％（負荷電流８ｍＡ）となるように設定されている。また、オンデューティＤｏｎ１が５０〜９５％までは、オンデューティＤｏｎ１の増加に対する目標調光度の低減度合いが緩やかになり、オンデューティＤｏｎ１が９５％に達すると目標調光度が０％（消灯）するように設定されている。このような調光制御を実現するための動作について以下に説明する。なお、調光度３％が本願発明の第１の所定値に相当する。

調光信号Ｓｄは、コネクタＣＮ３を介してマイコンＩＣ４の２２番ピンＰ４２２に入力され、マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１（オンパルス幅）を検出する。そして、このオンデューティＤｏｎ１に基づいて、第１の制御信号Ｓ１のオンパルス幅Ｔｏｎ１（オン幅）および、第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２を決定する。なお、第１の制御信号Ｓ１は、図３に示すように、発振周波数が３０ｋＨｚ（周期３３．３μｓ）で振幅（電圧値）が５Ｖの矩形波信号で構成されている。

マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が０〜５％である場合は、第１の制御信号Ｓ１のオンパルス幅Ｔｏｎ１を７μｓに設定する。また、マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が０〜５０％である場合、第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２を０％に設定し、スイッチング素子Ｑ２をオフ状態に維持する。

そして、第１の制御信号Ｓ１は、駆動回路ＩＣ５に入力され、駆動回路ＩＣ５は、第１の制御信号Ｓ１の振幅を１５Ｖに増幅して、フライバックコンバータ回路５のスイッチング素子Ｑ１のゲートに出力する。これにより、スイッチング素子Ｑ１が第１の制御信号Ｓ１の信号レベルに同期してオン・オフ駆動される。なお、第１の制御信号Ｓ１のオンパルス幅Ｔｏｎ１が７μｓ、すなわちスイッチング素子Ｑ１のオン期間が７μｓである場合、光源部９に流れる電流が３００ｍＡとなるように設定されており、光源部９が全点灯状態となる。

次に、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が５％以上である場合について説明する。マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が５％より大きくなるにつれて、第１の制御信号Ｓ１のオンパルス幅Ｔｏｎ１を７μｓから低減させ、オンデューティＤｏｎ１が５０％になるとオンパルス幅Ｔｏｎ１が０．５μｓ（下限値）となるように設定されている。これにより、スイッチング素子Ｑ１のオン期間も調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が５％より大きくなるにつれて短くなるので、トランスＴ１に蓄積されるエネルギーが低減し、光源部９に供給される負荷電流も低減する。なお、第１の制御信号Ｓ１のオンパルス幅Ｔｏｎ１が０．５μｓ、すなわちスイッチング素子Ｑ１のオン期間が０．５μｓである場合、負荷電流が８ｍＡ（調光度３％）となるように設定されている。

トランスＴ１の第１の二次巻線Ｎ２には、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数である３０ｋＨｚの高周波電流が流れるが、コンデンサＣ１３により平滑される。したがって、光源部９に供給される負荷電流は、略リップルのない直流となるのでビデオカメラに対する干渉はない。なお、コンデンサＣ１３の容量が１μＦ以上であれば、この効果を得ることができる。

次に、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が５０％より大きい場合について説明する。マイコンＩＣ４は、第１の制御信号Ｓ１のオンパルス幅Ｔｏｎ１を０．５μｓに維持した状態で、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が５０％より大きくなるにつれて、第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２を０％から増加させる。

第２の制御信号Ｓ２は、発振周波数が５ｋＨｚの矩形波信号で構成されている。マイコンＩＣ４は、第２の制御信号Ｓ２の１周期を１０００ステップ（１ステップ＝２００ｎｓ）に分解し、２００ｎｓ間隔で第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２を制御する。

スイッチング素子Ｑ２がオンすることによって、第２の二次巻線Ｎ３の両端間が導通され、第２の二次巻線Ｎ３からダイオードＤ６を介してスイッチング素子Ｑ２に電流（ドレイン電流）が流れる。図４（ａ）にスイッチング素子Ｑ２のドレイン電流、図４（ｂ）にスイッチング素子Ｑ２のゲート電圧の波形測定図を示す。

第２の二次巻線Ｎ３は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間中にトランスＴ１に蓄積されたエネルギーによって電圧が発生する。図４（ａ）（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｑ２のオフ期間Ｔｏｆｆ２中は、第２の二次巻線Ｎ３の両端間が電気的に絶縁されているため、スイッチング素子Ｑ２のドレイン電流はゼロとなる。したがって、スイッチング素子Ｑ２のオフ期間Ｔｏｆｆ２中は、トランスＴ１に蓄積されたエネルギーが、第２の二次巻線Ｎ３を介して消費されない。すなわち、スイッチング素子Ｑ２がオフしている間は、トランスＴ１に蓄積されたエネルギーの全てが第１の二次巻線Ｎ２に供給され、負荷電流として光源部９に供給される。

しかし、スイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２中は、第２の二次巻線Ｎ３の両端間が導通され、トランスＴ１に蓄積されたエネルギーによって、第２に二次巻線Ｎ３からダイオードＤ６を介してスイッチング素子Ｑ２に電流（ドレイン電流）が供給される。図４（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２中は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数（３０ｋＨｚ）でスイッチング素子Ｑ２にドレイン電流が流れる。したがって、スイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２中は、トランスＴ１に蓄積されたエネルギーの一部が第２の二次巻線Ｎ３を介して消費される。また、スイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２が長くなる（第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２が増加する）につれて、第２の二次巻線Ｎ３で消費されるエネルギーが大きくなる。

すなわち、スイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２中は、トランスＴ１に蓄積されるエネルギーが、第１の二次巻線Ｎ２と第２の二次巻線Ｎ３との両方で消費されることとなる。上述したように、第２のスイッチング素子Ｑ２のオン・オフ駆動が行われるのは、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が５０％以上の場合である。したがって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間は０．５μｓに維持されており、トランスＴ１に蓄積されるエネルギーは一定となる。このため、スイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２が増加するにつれて、第２の二次巻線Ｎ３を介して消費されるエネルギーが増加し、トランスＴ１の一次巻線Ｎ１から第１の二次巻線２に供給されるエネルギーが低減する。

すなわち、スイッチング素子Ｑ２のオン期間Ｔｏｎ２が増加するにつれて、光源部９に供給される負荷電流が低減することとなる。なお、図４（ａ）（ｂ）は、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティ（第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２）が約７６％であり、このときに光源部９に供給される負荷電流は略３ｍＡまで低減されている。

そして、マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が９５％になると第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２が１００％となるように設定されている。なお、本実施形態では、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が９５％を超えると、マイコンＩＣ４は、第１の制御信号Ｓ１をローレベルにし、フライバックコンバータ回路５の動作を停止して、光源部９を消灯させるように設定されている。

また、電流調整回路６の駆動電源（フォトカプラＩＣ６の駆動電源）は、第３の二次巻線Ｎ４に生じる電圧を整流平滑することで生成されている。図５（ａ）にスイッチング素子Ｑ２のドレイン電流、図５（ｂ）に第３の二次巻線Ｎ４の出力電圧の波形測定図を示す。第３の二次巻線Ｎ４は、一次巻線Ｎ１に対して同極性（第１，第２の二次巻線Ｎ２，Ｎ３に対して逆極性）に構成されている。したがって、スイッチング素子Ｑ１がオンした際に第３の二次巻線４に誘導電圧が生じる。この第３の二次巻線Ｎ４に生じる誘導電圧をダイオードＤ７，抵抗Ｒ２２，コンデンサＣ１５で整流平滑することでフォトカプラＩＣ６の駆動電源を生成している。これにより、光源部９に供給される負荷電流が小さい（調光度が深い）領域でも、電流調整回路６の駆動電源を得ることができる。

また、第３の二次巻線Ｎ４は、一次巻線Ｎ１に対して同極性に構成されているので、スイッチング素子Ｑ１のオフ時にトランスＴ１に蓄積されたエネルギーを消費しない。すなわち、第３の二次巻線Ｎ４によって第１の二次巻線Ｎ２から光源部９に供給される負荷電流が低減しないので、光源部９の調光制御の精度を向上させることができる。特に、負荷電流が小さく調光度が深い領域での効果が高い。

このように、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ２がオンすることによって、トランスＴ１に蓄積されるエネルギーが分割され、第１の二次巻線Ｎ２に供給されるエネルギーが低減することで、第１の二次巻線Ｎ２から光源部９に供給される負荷電流が低減する。したがって、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティを制御することで、負荷電流を可変制御することができる。これにより、第２の制御信号Ｓ２のオンデューティＤｏｎ２（スイッチング素子Ｑ２のオンデューティ）を増加して光源部９に流れる負荷電流が低減させることで、光源部９の調光度を３％（負荷電流８ｍＡ）から、さらに低減させることができる。

また、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数は常に３０ｋＨｚに設定されている。したがって、トランスＴ１の出力電圧により各発光ダイオードＬＤ１の点灯状態が安定し、光源部９に流れる負荷電流が比較的少ない領域（負荷電流８ｍＡ以下）においても、明るさバラツキが抑制される。

また、マイコンＩＣ４は、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティを２００ｎｓ間隔で制御しているので、スイッチング素子Ｑ２のオン・オフ駆動が開始されても極端な明るさの変化がなく、その後も精密な調光制御が可能となる。なお、本実施形態では１ステップ２００ｎｓとしてスイッチング素子Ｑ２のオンデューティを制御しているが、この値に限定するものではなく、マイコンＩＣ４のプログラムにより間隔を変更することができるので、所望の調光カーブを得ることができる。また、本実施形態では、マイコンＩＣ４を用いてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフ制御を行っているので、プログラムの設定を変更するのみで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフ制御の設定を容易に変更することができる。

また、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ２のオン・オフを制御する第２の制御信号Ｓ２の発振周波数を５ｋＨｚに設定しており、ビデオカメラ等の映像機器のシャッタースピードよりも高い周波数となっている。そのため、光源部９に供給される負荷電流にリップルが生じたとしても、ビデオカメラに対する干渉が発生しない。なお、確認実験では、ビデオカメラのシャッタースピードが１／８０００であっても、撮影でチラツキ等は発生しなかった。

また、従来では、ビデオカメラの干渉を防止するために数ｋＨｚでコンバータ回路を間欠的に動作させた場合、トランスの唸り音が課題となることがあった。しかし、本実施形態では、低光束領域においてもフライバックコンバータ回路５が継続して動作しているので、上記課題が発生しない。

また、本実施形態では調光信号Ｓｄは矩形波で構成されているが、これに限定するものではない。例えば、調光信号Ｓｄを直流電圧で構成して、目標調光度に応じて電圧値を変化させ、この電圧値の変化をマイコンＩＣ４が読み込むように構成してもよい。また、赤外線受光モジュールを設けて、赤外線信号により調光制御できるように構成してもよい。

（実施形態２）
本実施形態の点灯装置１０の回路構成図を図６に示す。なお、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明は省略する。

本実施形態の電流調整回路６は、実施形態１の構成に対して以下の構成が加えられ、トランスＴ１の第１の二次巻線Ｎ２（インダクタ）がフライバックコンバータ回路５と電流調整回路６との構成を兼用している。

電流調整回路６は、スイッチング素子Ｑ４（第３のスイッチング素子），抵抗Ｒ３３〜Ｒ３８，フォトカプラＩＣ７，コンデンサＣ２１，Ｃ２２，ダイオードＤ９を備えている。抵抗Ｒ３３，Ｒ３４とスイッチング素子Ｑ４とからなる直列回路は、平滑コンデンサＣ１３に並列接続されている。

フォトカプラＩＣ７は、１番ピンＰ７１〜６番ピンＰ７６（２番ピンはなし）を備え、マイコンＩＣ４から出力される第３の制御信号Ｓ３に応じてスイッチング素子Ｑ４のオン・オフ駆動を行う。すなわち、マイコンＩＣ４の出力を絶縁して、スイッチング素子Ｑ４のオン・オフ駆動を行う。１番ピンＰ７１は、内蔵されたダイオードのアノード端子であり、抵抗Ｒ３５を介してマイコンＩＣ４の１５番ピンＰ４１５に接続されている。３番ピンＰ７３は、内蔵されたダイオードのカソード端子であり、トランスＴ１の第１の二次巻線Ｎ２の他端に接続されている。４番ピンＰ７４は、グランド端子であり、トランスＴ１の第１の二次巻線Ｎ２の他端に接続されている。５番ピンＰ７５は、出力端子であり、４番ピンＰ７４との間に抵抗Ｒ３６（１００Ω），Ｒ３７（１５ｋΩ）からなる直列回路が接続され、抵抗Ｒ３６，Ｒ３７の接続点がスイッチング素子Ｑ４のゲート端子に接続されている。６番ピンＰ７６は、電源端子であり、トランスＴ１の第３の二次巻線Ｎ４により電源電圧を得る。コンデンサＣ１５と並列に抵抗Ｒ３８（１００Ω）とコンデンサＣ２１とからなる直列回路が接続されており、抵抗Ｒ３８とコンデンサＣ２１との接続点に６番ピンＰ７６が接続される。そして、第３の二次巻線Ｎ４に生じる誘導電圧を整流平滑することでフォトカプラＩＣ７の駆動電源が生成される。また、スイッチング素子Ｑ４のドレイン−ソース間に、コンデンサＣ２２とダイオードＤ９とからなる直列回路が接続されており、ダイオードＤ９のカソードがスイッチング素子Ｑ４のソースおよびトランスＴ１の第１の二次巻線Ｎ２の他端に接続される。

また、マイコンＩＣ４の１５番ピンＰ４１５は、抵抗Ｒ３９を介してグランドに接地されており、マイコンＩＣ４は１５番ピンＰ４１５から第３の制御信号Ｓ３をフォトカプラＩＣ７に出力することで、スイッチング素子Ｑ４のオン・オフを制御する。

次に、本実施形態の点灯装置１０の動作について図７，８（ａ）（ｂ）を用いて説明する。なお、マイコンＩＣ４が出力する第１，第２の制御信号Ｓ１，Ｓ２の信号状態は、実施形態１と同一であるので説明は省略する。

マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が０〜５０％までは、第３の制御信号Ｓ３のオンデューティＤｏｎ３を０％に設定しており、スイッチング素子Ｑ４はオフ状態に維持される。そして、マイコンＩＣ４は、調光信号ＳｄのオンデューティＤｏｎ１が５０％より大きくなると、第３の制御信号Ｓ３を、発振周波数が１２０Ｈｚ，オンデューティＤｏｎ３が５０％となるように設定することで、スイッチング素子Ｑ４のオン・オフ駆動を開始させる。すなわち、調光度が３％より深い領域で、スイッチング素子Ｑ４のオン・オフ駆動を開始させる。

スイッチング素子Ｑ４がオフ状態では、抵抗Ｒ３３→抵抗Ｒ３４→コンデンサＣ２２の経路で電流が流れて、コンデンサＣ２２が充電される。そして、第３の制御信号Ｓ３の信号レベルが反転し、スイッチング素子Ｑ４がオフ状態からオン状態に切り替わると、コンデンサＣ２２が放電される。これにより、コンデンサＣ２２からスイッチング素子Ｑ４を介してトランスＴ１の第１の二次巻線Ｎ２（インダクタ）に電流が流れることによって、第１の二次巻線Ｎ２に誘起電力が発生し、コンデンサＣ１３の両端電圧にパルス電圧が重畳される。なお、コンデンサＣ２２の容量は、スイッチング素子Ｑ４がオフ状態からオン状態に切り替わったときにパルス電圧を印加できる程度の小容量（ｐＦオーダー）のものでよい。

したがって、図８（ａ）に示すように、光源部９に印加される順方向電圧Ｖｆは、調光点灯時の電圧（コンデンサＣ１３の両端電圧）に対して、１２０Ｈｚの周期でコンデンサＣ２２の放電によって数ｎｓ〜数百ｎｓ程度のパルス電圧が重畳された波形となる。これにより、図８（ｂ）に示すように、光源部９に印加される順方向電圧Ｖｆは、光源部９に流れる順方向電流Ｉｆが小さく光出力のばらつきが大きい動作点Ｐから、順方向電流Ｉｆが大きく光出力のばらつきが小さい動作点Ｑに周期的に移行させることができる。これにより、本実施形態では、調光度３％（負荷電流８ｍＡ）以下の低光束領域において、個々の発光ダイオードＬＤ１の明るさのバラツキをさらに抑制することができる。この効果は、スイッチング素子Ｑ４のオン・オフ周波数が低いほど大きい。本実施形態では、人間の目にチラツキとして感じられないよう１２０Ｈｚに設定しているが、１２０Ｈｚ以上に設定されていてもよい。

また、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ２のオン・オフ駆動が開始されるタイミング（調光度３％（負荷電流８ｍＡ）以下）と同じタイミングで、スイッチング素子Ｑ４のオン・オフ駆動を開始しているが、これに限定するものではない。例えば、光源部９に流れる負荷電流が２００μＡ以下となる非常な低光束領域の調光度（第２の所定値）まで光源部９を点灯させて、個々の発光ダイオードＬＤ１の明るさのばらつきが発生する前にスイッチング素子Ｑ４のオン・オフ駆動を開始すれば、上記効果を得ることができる。なお、スイッチング素子Ｑ４のオン・オフ駆動を開始させるタイミングは、マイコンＩＣ４によって制御されているので、プログラムにより簡単に変更が可能である。

（実施形態３）
本実施形態の照明器具の概略図を図９に示す。なお、以下の説明では、図９における上下を上下方向と定めるものとする。また、本実施形態における点灯装置１０は、実施形態１または２の点灯装置１０を用いるものとする。本実施形態は、図９に示すように、直流電源および点灯装置１０を光源部９とは別に配置した電源別置型の照明器具であって、光源部９を収納する器具本体１１を天井１３に埋込配設している。このため、光源部９を含む器具本体１１を薄型にすることができ、別置型の電源ユニットとしての点灯装置１０は、場所に依らず設置可能となっている。

器具本体１１は、例えばアルミダイカスト等の金属製であって、下端部が開口した有底円筒状に形成される。器具本体１１内側の上底部には、複数（図示では３つ）の発光ダイオードＬＤ１と、各発光ダイオードＬＤ１が実装された基板９Ａとを備えた光源部９が配設されている。なお、各発光ダイオードＬＤ１は、器具本体１１の下端部から外部空間に光を照射するために、光の照射向きが下向きとなるように配設されている。また、器具本体１１の下端部の開口には、各発光ダイオードＬＤ１からの光を拡散するための透光板１１Ａが設けられている。天井１３の裏面（上面）には、点灯装置１０が器具本体１１とは別の場所に配設されており、点灯装置１０と光源部９との間は、コネクタ１２Ａを介してリード線１２で配線されている。

上述のように、本実施形態では、実施形態１または２の点灯装置１０を用いることで、実施形態１または２と同様の効果を奏することができる。なお、本実施形態では、電源部および点灯装置１０を光源部９とは別に配置した電源別置型の照明器具であるが、電源部および点灯装置１０を光源部９とともに器具本体１１に内蔵した電源一体型の照明器具として構成してもよい。

なお、上記いずれかの実施形態の点灯装置１０は、上記のような照明器具に用途が限定される必要はなく、例えば液晶ディスプレイのバックライトや、複写機，スキャナ，プロジェクタ等の装置の光源の点灯装置として利用してもよい。また、上記各実施形態では、光源部９を構成する発光素子として発光ダイオードＬＤ１を用いているが、これに限定される必要はなく、例えば有機ＥＬ素子や半導体レーザ素子を発光素子として用いてもよい。また、スイッチング素子はＭＯＳＦＥＴに限定されるものではなく、例えばダイオードを逆並列接続したバイポーラトランジスタ、または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等でもよい。

１ フィルタ回路
２ 整流回路
３ 昇圧チョッパ回路
４ 制御用電源回路
５ フライバックコンバータ回路（コンバータ回路）
６ 電流調整回路
７ 制御部
８ 外部調光器
９ 光源部

Claims (8)

1. 直流電力を出力する直流電源回路と、
   一次巻線および第１，第２の二次巻線を有するトランスおよび、前記一次巻線に接続される第１のスイッチング素子を有し、前記直流電源回路の出力電力を入力として、前記第１のスイッチング素子のオン幅を可変制御することで、前記第１の二次巻線から複数の発光素子で構成された光源部に供給される負荷電流を制御するコンバータ回路と、
   前記第１の二次巻線と同極性に構成された前記第２の二次巻線に直列接続される第２のスイッチング素子を有し、前記第２のスイッチング素子のオン幅が増加するにつれて、前記一次巻線から前記第１の二次巻線に供給されるエネルギーが低減し、前記第１の二次巻線から前記光源部に供給される負荷電流を低減させる電流調整回路と、
   前記第１，第２のスイッチング素子のオン・オフを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記光源部の調光度が第１の所定値よりも浅い領域において、前記光源部の調光度を増加させる場合は、前記第２のスイッチング素子をオフに維持した状態で、前記第１のスイッチング素子のオン幅を増加させ、前記光源部の調光度を低減させる場合は、前記第２のスイッチング素子をオフに維持した状態で、前記第１のスイッチング素子のオン幅を低減させ、
   前記光源部の調光度が前記第１の所定値よりも深い領域では、前記第１のスイッチング素子のオン幅を下限値に維持した状態で、前記第２のスイッチング素子のオン幅を調整することで前記光源部の調光度を制御することを特徴とする点灯装置。
2. 前記電流調整回路は、前記光源部に並列接続される、抵抗およびコンデンサからなる直列回路と、オンすることで前記コンデンサを放電させる第３のスイッチング素子と、前記コンデンサの放電経路に介挿されるインダクタとを備え、
   前記光源部の調光度が前記第１の所定値よりも深い領域では、前記第３のスイッチング素子が前記コンデンサを放電することによって発生する前記インダクタの誘起電力を用いて、前記コンバータ回路の出力にパルス電圧を重畳させることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
3. 前記第２のスイッチング素子のオン・オフ周波数を、映像機器のシャッタースピードよりも高い周波数に設定することを特徴とする請求項１または２記載の点灯装置。
4. 前記第３のスイッチング素子のオン・オフ周波数を、１２０Ｈｚ以上に設定することを特徴とする請求項２記載の点灯装置。
5. 前記第３のスイッチング素子は、前記光源部の調光度が第２の所定値よりも浅い領域では、オフ状態を維持し、前記光源部の調光度が前記第２の所定値よりも深い領域では、オン・オフ駆動されることを特徴とする請求項２または４記載の点灯装置。
6. 前記制御部は、外部から入力される調光信号に基づいて、前記第１〜第３のスイッチング素子のうち少なくとも１つをオン・オフ制御するマイクロコンピュータを備えることを特徴とする請求項２，４，５のうちいずれか１項に記載の点灯装置。
7. 前記トランスは、前記第１の二次巻線と逆極性の第３の二次巻線を有しており、
   前記電流調整回路の駆動電源は、前記第３の二次巻線に生じる電圧を整流平滑することで生成されることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の点灯装置。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の点灯装置と、
   複数の発光素子で構成され、前記点灯装置によって点灯される光源部と、
   前記点灯装置および前記光源部が取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。

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