JP2016009625A - 照明制御装置、照明装置並びに照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光出力の変動を抑えつつ調色範囲の拡大を図る。【解決手段】制御部１２は、第１光源２の光と第２光源３の光を混合した光の色温度を、目標とする色温度に一致させるように、第１電源部１０と第２電源部１１を制御するように構成される。第１電源部１０は、第２電源部１１よりも供給可能な電力の最小値が小さくなるように構成される。あるいは、第１電源部１０は、第２電源部１１よりも調光能力が高くなるように構成される。故に、第１電源部１０と第２電源部１１の供給可能な電力の最小値が等しい場合や、両者の電力供給能力が等しい場合と比較して、光出力の変動を抑えつつ調色範囲の拡大を図ることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、照明制御装置、照明装置並びに照明器具に関し、特に、照明の明るさと照明の色を調整可能とした照明制御装置、照明装置並びに照明器具に関する。

従来例として、特許文献１記載の照明装置を例示する。この従来例は、３種類の発光ダイオードからなる照明光源と、電源回路と、調光制御部とを備える。３種類の発光ダイオードは、それぞれの光の色温度が互いに異なっている。

調光制御部は、３つの出力調整部を有している。これら３つの出力調整部は、それぞれが１種類の発光ダイオードの光出力を調整するように構成されている。

すなわち、特許文献１記載の従来例では、３つの出力調整部によって各発光ダイオードの出力比を調整することにより、照明光源から放射される光の色温度（照明の色）を黒体軌跡に沿って変化させる。

特開２０１１−９０７８号公報

ところで、照明の色（光色）を調整可能とするためには、互いに光色の異なる光源と、各光源毎の電源装置が最小で２つずつ必要である。すなわち、最小構成の照明装置では、光の色温度が相対的に高い光源（高色温度光源）と、光の色温度が相対的に低い光源（低色温度光源）と、高色温度光源用の電源装置と、低色温度光源用の電源装置とを備える必要がある。

ここで、前記照明装置の調色範囲の下限値（最低色温度）が低色温度光源の色温度に等しく設定された場合、高色温度光源用の電源装置は、調色範囲の下限値において、高色温度光源の出力をゼロにしなければならない。つまり、高色温度光源用の電源装置には、０〜１００％までの範囲で連続して高色温度光源の出力を変化させることが求められる。ただし、定格点灯時の光出力を１００％とする。

一方、前記照明装置の調色範囲の上限値（最高色温度）が高色温度光源の色温度よりも低く設定された場合、低色温度光源用の電源装置は、調色範囲の上限値において、低色温度光源の出力をゼロにする必要が無い。つまり、低色温度光源用の電源装置は、Ｘ（＞０）〜１００％までの範囲で連続して低色温度光源の出力を変化させることができれば良い。因みに、電源装置によって光源の出力を０〜１００％まで連続して変化させる場合、光出力が０％に近付くにつれて、電源装置の動作が不安定になり、光出力に変動（ちらつき）が生じ易くなる。

一般に、照明用のＬＥＤのうち、白色ＬＥＤとして市販されているものは、色温度が６５００Ｋ〜２７００Ｋの範囲にある。これは、照明用のＬＥＤの分野では、米国規格協会（American National Standards Institute）が定めた、色度に関する規格（ANSI C78.377）が多く用いられていることに由来している。前記規格では、色度範囲が６５００Ｋ〜２７００Ｋの色温度の範囲で定義されている。

なお、上述のように、高色温度光源と低色温度光源の２種類の光源（白色ＬＥＤ）が個別に調光されることで所望の光色の照明光が得られる照明装置（照明器具）において、用途によって求められる調色範囲が異なる。

例えば、オフィスなどでは５０００Ｋ近傍の光色が求められるが、レストランなどの飲食店では４０００Ｋ〜２７００Ｋの範囲の光色が求められる。したがって、これらの用途の違いに対応するには、照明装置として、２７００Ｋ〜５０００Ｋの範囲で調色可能であることが求められる。つまり、調色範囲の上限値（５０００Ｋ）を実現するには、例えば、６５００Ｋの高色温度光源の光と、２７００Ｋの低色温度光源の光を所定の割合で混色すればよい。一方、調色範囲の下限値（２７００Ｋ）を実現するには、２７００Ｋの低色温度光源の光のみでよい。したがって、高色温度光源（６５００Ｋ）用の電源装置は、上述したように、光源の出力を０〜１００％まで連続して変化させることが必要となる。なお、低色温度光源として、２７００Ｋよりも低い色温度の光源（白色ＬＥＤ）が用いられれば、高色温度光源用の電源装置も、Ｘ（＞０）〜１００％までの範囲で連続して高色温度光源の出力を変化させることができれば良い。しかしながら、２７００Ｋよりも低い色温度の光源（白色ＬＥＤ）は、上述した規格に定義されておらず、需要が少ないことから非常に高価であるため、使用される頻度は極めて少ない。

本発明は、上記課題に鑑みて為された発明であり、光出力の変動を抑えつつ調色範囲の拡大を図ることを目的とする。

本発明の照明制御装置は、光の色温度が相対的に高い第１光源を点灯する第１電源部と、光の色温度が前記第１光源の光の色温度よりも低い第２光源を点灯する第２電源部と、前記第１電源部と前記第２電源部を制御する制御部とを備え、前記第１電源部は、前記制御部に制御されて前記第１光源に供給する電力を増減するように構成され、前記第２電源部は、前記制御部に制御されて前記第２光源に供給する電力を増減するように構成され、前記制御部は、前記第１光源の光と前記第２光源の光を混合した光の色温度を、目標とする色温度に一致させるように、前記第１電源部と前記第２電源部を制御するように構成され、前記第１電源部は、前記第２電源部よりも供給可能な電力の最小値が小さくなるように構成されることを特徴とする。

本発明の照明制御装置は、光の色温度が相対的に高い第１光源を点灯する第１電源部と、光の色温度が相対的に低い第２光源を点灯する第２電源部と、前記第１電源部と前記第２電源部を制御する制御部とを備え、前記第１電源部は、前記制御部に制御されて前記第１光源に供給する電力を増減するように構成され、前記第２電源部は、前記制御部に制御されて前記第２光源に供給する電力を増減するように構成され、前記制御部は、前記第１光源の光と前記第２光源の光を混合した光の色温度を目標とする色温度に一致させるように、前記第１電源部と前記第２電源部を制御するように構成され、前記第１電源部は、前記第２電源部よりも調光能力が高くなるように構成されることを特徴とする。

本発明の照明装置は、前記第１光源と、前記第２光源と、前記照明制御装置とを有することを特徴とする。

本発明の照明器具は、前記第１光源と、前記第２光源と、前記照明制御装置と、少なくとも前記第１光源と前記第２光源を支持する器具本体とを有することを特徴とする。

本発明の照明制御装置、照明装置並びに照明器具は、光出力の変動を抑えつつ調色範囲の拡大を図ることができるという効果がある。

本発明に係る照明制御装置及び照明装置の実施形態１を示す回路構成図である。 同上の動作説明図である。 図３Ａ〜図３Ｄは同上の動作説明用のタイムチャートである。 図４Ａ〜図４Ｄは同上の動作説明用のタイムチャートである。 図５Ａ〜図５Ｃは同上の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る照明制御装置及び照明装置の実施形態２を示す回路構成図である。 図７Ａ〜図７Ｅは同上の動作説明用のタイムチャートである。 図８Ａ〜図８Ｅは同上の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る照明制御装置及び照明装置の実施形態３を示す回路構成図である。 図１０Ａ〜図１０Ｃは同上の動作説明用のタイムチャートである。 図１１Ａ〜図１１Ｃは同上の動作説明用のタイムチャートである。 図１２Ａ〜図１２Ｃは同上の動作説明用のタイムチャートである。 図１３Ａ〜図１３Ｃは同上の動作説明用のタイムチャートである。 図１４Ａは、本発明に係る照明器具の実施形態４を示す断面図、図１４Ｂは、本発明に係る照明器具の別の実施形態を示す断面図である。

（実施形態１）
本発明に係る照明制御装置及び照明装置の実施形態１について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。

本実施形態の照明装置４は、図１に示すように、照明制御装置１と、第１光源２と、第２光源３とを備え、直流電源６から供給される直流電力で第１光源２及び第２光源３を点灯するように構成される。ただし、直流電源６は、交流電源と、交流電力を直流電力に変換する電力変換回路とで構成されても構わない。なお、直流電源６が交流電源と電力変換回路で構成される場合、照明制御装置１若しくは照明装置４が前記電力変換回路を備えてもよい。

第１光源２は、１乃至複数個の発光ダイオードを有し、相対的に高い色温度（例えば、６５００Ｋ）の光を放射するように構成される。また、第２光源３は、１乃至複数個の発光ダイオードを有し、第１光源２よりも低い色温度（例えば、２７００Ｋ）の光を放射するように構成される。なお、色温度の値（６５００Ｋや２７００Ｋ）は一例であって、これらの値に限定されるものではない。

照明制御装置１は、第１光源２を点灯する第１電源部１０と、第２光源３を点灯する第２電源部１１と、第１電源部１０及び第２電源部１１を制御する制御部１２とを備える。また、第１電源部１０は、第１降圧チョッパ回路１００と、第１チョッパ制御部１０１とを有する。第２電源部１１は、第２降圧チョッパ回路１１０と、第２チョッパ制御部１１１とを有する。

第１降圧チョッパ回路１００は、スイッチ素子Ｑ３、ダイオードＤ３、インダクタＬ１１，Ｌ１２、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ１，Ｒ２などで構成される。スイッチ素子Ｑ３は、ｎチャネル型の電界効果トランジスタで構成される。スイッチ素子Ｑ３のドレインがダイオードＤ３のアノードに接続され、スイッチ素子Ｑ３のソースが抵抗Ｒ１を介して直流電源６の負極に接続される。コンデンサＣ３は電解コンデンサで構成され、高電位側の端子がダイオードＤ３のカソードと直流電源６の正極に接続され、低電位側の端子がインダクタＬ１１の一端に接続される。インダクタＬ１１の他端は、ダイオードＤ３のアノードに接続される。また、インダクタＬ１２は、インダクタＬ１１と磁気結合されてトランスを構成している。インダクタＬ１２の一端が直流電源６の負極に接続され、インダクタＬ１２の他端が抵抗Ｒ２を介して第１チョッパ制御部１０１に接続される。なお、第１光源２は、コンデンサＣ３の両端に接続される。

第１チョッパ制御部１０１は、抵抗Ｒ１の両端電圧からスイッチ素子Ｑ３のドレイン電流を検出する。また、第１チョッパ制御部１０１は、インダクタＬ１２に誘導される電圧を抵抗Ｒ２を介して検出する。さらに、第１チョッパ制御部１０１は、スイッチ素子Ｑ３のゲートに駆動信号を出力してスイッチ素子Ｑ３をスイッチング制御する。

第１チョッパ制御部１０１は、スイッチ素子Ｑ３をオンした後、スイッチ素子Ｑ３のドレイン電流が所定のピーク値に達したらスイッチ素子Ｑ３をオフする。第１降圧チョッパ回路１００では、スイッチ素子Ｑ３のオン期間にインダクタＬ１１にエネルギーが蓄積され、インダクタＬ１１に蓄積されたエネルギーがスイッチ素子Ｑ３のオフ期間に放出される。インダクタＬ１１から放出される前記エネルギーは、回生電流としてダイオードＤ３を介してコンデンサＣ３に流れる。コンデンサＣ３は、前記回生電流によって充電される。また、インダクタＬ１１に前記回生電流が流れている間、インダクタＬ１２に誘導電圧が生じる。第１チョッパ制御部１０１は、インダクタＬ１２の誘導電圧が所定値を下回ると、再度スイッチ素子Ｑ３をオンする。このようにして第１チョッパ制御部１０１は、スイッチ素子Ｑ３をスイッチング制御することにより、直流電源６から入力される直流電圧を、第１光源２に必要とされる直流電圧に降圧している。

第２降圧チョッパ回路１１０は、スイッチ素子Ｑ４、ダイオードＤ４、インダクタＬ２１，Ｌ２２、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ３，Ｒ４などで構成される。スイッチ素子Ｑ４は、ｎチャネル型の電界効果トランジスタで構成される。スイッチ素子Ｑ４のドレインがダイオードＤ４のアノードに接続され、スイッチ素子Ｑ４のソースが抵抗Ｒ３を介して直流電源６の負極に接続される。コンデンサＣ４は電解コンデンサで構成され、高電位側の端子がダイオードＤ４のカソードと直流電源６の正極に接続され、低電位側の端子がインダクタＬ２１の一端に接続される。インダクタＬ２１の他端は、ダイオードＤ４のアノードに接続される。また、インダクタＬ２２は、インダクタＬ２１と磁気結合されてトランスを構成している。インダクタＬ２２の一端が直流電源６の負極に接続され、インダクタＬ２２の他端が抵抗Ｒ４を介して第２チョッパ制御部１１１に接続される。なお、第２光源３は、コンデンサＣ４の両端に接続される。

第２チョッパ制御部１１１は、抵抗Ｒ３の両端電圧からスイッチ素子Ｑ４のドレイン電流を検出する。また、第２チョッパ制御部１１１は、インダクタＬ２２に誘導される電圧を抵抗Ｒ４を介して検出する。さらに、第２チョッパ制御部１１１は、スイッチ素子Ｑ４のゲートに駆動信号を出力してスイッチ素子Ｑ４をスイッチング制御する。

第２チョッパ制御部１１１は、スイッチ素子Ｑ４をオンした後、スイッチ素子Ｑ４のドレイン電流が所定のピーク値に達したらスイッチ素子Ｑ４をオフする。第２降圧チョッパ回路１１０では、スイッチ素子Ｑ４のオン期間にインダクタＬ２１にエネルギーが蓄積され、インダクタＬ２１に蓄積されたエネルギーがスイッチ素子Ｑ４のオフ期間に放出される。インダクタＬ２１から放出される前記エネルギーは、回生電流としてダイオードＤ４を介してコンデンサＣ４に流れる。コンデンサＣ４は、前記回生電流によって充電される。また、インダクタＬ２１に前記回生電流が流れている間、インダクタＬ２２に誘導電圧が生じる。第２チョッパ制御部１１１は、インダクタＬ２２の誘導電圧が所定値を下回ると、再度スイッチ素子Ｑ４をオンする。このようにして第２チョッパ制御部１１１は、スイッチ素子Ｑ４をスイッチング制御することにより、直流電源６から入力される直流電圧を、第２光源３に必要とされる直流電圧に降圧している。なお、第１チョッパ制御部１０１と第２チョッパ制御部１１１は、何れも、市販されている降圧チョッパ制御用の集積回路又はＬＥＤ照明用のドライバＩＣなどで構成されることが好ましい。

ここで、第１チョッパ制御部１０１及び第２チョッパ制御部１１１において、インダクタＬ１２，Ｌ２２の誘導電圧と比較される所定値がゼロ（あるいは、ほぼゼロとみなせる値）である場合の制御モードは、電流臨界モードと呼ばれる。また、前記所定値がゼロよりも高い値である場合の制御モードは電流連続モードと呼ばれる。さらに、前記所定値がゼロであり、且つ誘導電圧（回生電流）がゼロになってから所定時間後にスイッチ素子Ｑ３，Ｑ４をオンする場合の制御モードは電流不連続モードと呼ばれる。ただし、これら３種類の制御モード（電流臨界モード、電流連続モード、電流不連続モード）については、従来周知であるから詳細な説明は省略する。

制御部１２は、例えば、マイクロコントローラで構成される。制御部１２は、外部から入力される調色信号から色温度の目標値（目標色温度）を読み取り、図２に示す対応関係に基づいて、当該目標色温度に対応した各光源２，３（各電源部１０，１１）毎の調光レベルを決定する。ここで、図２の横軸は、第１光源２の光（図２の実線α）と第２光源３の光（図２の破線β）が混合された光の色温度を示す。また、図２の縦軸は、第１光源２及び第２光源３の調光レベルを示す。ただし、各光源２，３の調光レベルは、それぞれの光源２，３に定格電流が流れているときの光出力を１００％とした比率で表される。

ところで、発光ダイオード（ＬＥＤ）の調光方式には、２種類の調光方式がある。１つは、ＬＥＤに連続して流れる電流の大きさを変化させる調光方式であって、通常、ＤＣ調光方式と呼ばれている。もう１つは、ＬＥＤへの通電を周期的にオン・オフし、通電期間の比率（オンデューティ比）を変化させる調光方式であって、通常、バースト調光方式と呼ばれている。

バースト調光方式においては、ビデオカメラなどの映像機器との干渉ちらつきが生じる虞がある。前記干渉ちらつきは、バースト調光の周期と映像機器のシャッタースピード（露光時間）とのずれに起因して発生し、映像機器の画像にちらつき（明るさの変動）や縞状の濃淡となって現れる。なお、ＬＥＤに関連する電気用品安全法の技術基準によれば、光出力の繰り返し周波数が５００ヘルツ以上であることが必要である（電気用品の技術上の基準を定める省令第１項基準参照）。

一方、ＤＣ調光方式においては、通常、降圧チョッパ回路のスイッチ素子に流れる電流のピーク値が増減され、且つスイッチ素子が電流臨界モードで制御される。ただし、ＤＣ調光方式の場合、スイッチ素子に与える駆動信号のオン期間（オン幅）に限界（下限）があるため、バースト調光方式に比較して、深い調光（低い調光レベルでの点灯）が難しいという課題がある。

本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４において、制御部１２は、第２電源部１１をバースト調光方式のみで制御し、第１電源部１０をバースト調光方式とＤＣ調光方式を組み合わせて制御する。ただし、本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４における調色範囲は、色温度が２７００Ｋから５０００Ｋの範囲とする。

例えば、調色信号で指示される目標色温度が調色範囲の上限（５０００Ｋ）である場合、制御部１２は、図２に示す対応関係に基づき、第１光源２の調光レベルをＰ１、第２光源３の調光レベルをＰ２と決定する。制御部１２は、調光レベルＰ１，Ｐ２を、バースト調光におけるオンデューティ比（ＴＡ１／Ｔ，ＴＡ２／Ｔ）にそれぞれ変換し、当該オンデューティ比を示す信号（バースト調光信号）を第１電源部１０と第２電源部１１にそれぞれ出力する。

第１チョッパ制御部１０１は、制御部１２から前記バースト調光信号を受け取ると、当該バースト調光信号で指示されるオンデューティ比（ＴＡ１／Ｔ）で第１降圧チョッパ回路１００をバースト調光する（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。なお、図３Ａはバースト調光信号を示し、図３Ｂは、第１降圧チョッパ回路１００のインダクタＬ１１に流れる電流（インダクタ電流）を示す。

第２チョッパ制御部１１１は、制御部１２から前記バースト調光信号を受け取ると、当該バースト調光信号で指示されるオンデューティ比（ＴＢ１／Ｔ）で第２降圧チョッパ回路１１０をバースト調光する（図３Ｃ及び図３Ｄ参照）。なお、図３Ｃはバースト調光信号を示し、図３Ｄは、第２降圧チョッパ回路１１０のインダクタＬ２１に流れる電流（インダクタ電流）を示す。

而して、第１電源部１０で点灯される第１光源２の光と、第２電源部１１で点灯される第２光源３の光とが混合された光の色温度は、調色信号で指示された目標色温度（５０００Ｋ）に一致する。

また、調色信号で指示される目標色温度が調色範囲の下限（２７００Ｋ）である場合、制御部１２は、図２に示す対応関係に基づき、第１光源２の調光レベルをＰ３、第２光源３の調光レベルをＰ４と決定する。制御部１２は、調光レベルＰ３，Ｐ４を、バースト調光におけるオンデューティ比（ＴＡ２／Ｔ，ＴＢ２／Ｔ）にそれぞれ変換し、当該オンデューティ比を示す信号（バースト調光信号）を第１電源部１０と第２電源部１１にそれぞれ出力する。さらに、制御部１２は、調光レベルＰ３に対応したＤＣ調光のピーク目標値を決定し、当該ピーク目標値を示す信号（ＤＣ調光信号）を第１電源部１０に出力する。

第２チョッパ制御部１１１は、制御部１２から前記バースト調光信号を受け取ると、当該バースト調光信号で指示されるオンデューティ比（ＴＢ２／Ｔ）で第２降圧チョッパ回路１１０をバースト調光する（図４Ｃ及び図４Ｄ参照）。なお、図４Ｃはバースト調光信号を示し、図４Ｄは、第２降圧チョッパ回路１１０のインダクタ電流を示す。

一方、第１チョッパ制御部１０１は、制御部１２から前記バースト調光信号を受け取ると、当該バースト調光信号で指示されるオンデューティ比（ＴＡ２／Ｔ）で第１降圧チョッパ回路１００をバースト調光する（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。なお、図４Ａはバースト調光信号を示し、図４Ｂは、第１降圧チョッパ回路１００のインダクタ電流を示す。

さらに、第１チョッパ制御部１０１は、スイッチ素子Ｑ３のオン期間（オン幅）を決めるピーク値を、前記ＤＣ調光信号で指示されるピーク目標値に変更する。その結果、第１降圧チョッパ回路１００のインダクタ電流が減少する（図４Ｂ参照）。

而して、第１電源部１０で点灯される第１光源２の光と、第２電源部１１で点灯される第２光源３の光とが混合された光の色温度は、調色信号で指示された目標色温度（２７００Ｋ）に一致する。

ここで、調光レベルＰ３は、第１電源部１０の調光可能な範囲の下限値に相当し、例えば、１％以下の値であることが望ましい。そして、このように極端に低い調光レベルを実現するため、第１チョッパ制御部１０１は、バースト調光方式にＤＣ調光方式を組み合わせて第１降圧チョッパ回路１００を調光制御している。

上述のように、混合された光の調色範囲の下限が低色温度光源（第２光源３）の色温度（２７００Ｋ）に等しい場合、高色温度光源（第１光源２）の調光範囲の下限がゼロ（あるいはほぼゼロとみなせる値）であることが必要となる。一方、前記調色範囲の上限が高色温度光源（第１光源２）の色温度（６５００Ｋ）よりも低い値（５０００Ｋ）である場合、低色温度光源（第２光源３）の調光範囲の下限はゼロ（あるいはほぼゼロとみなせる値）よりも充分大きい値（数％〜十数％）で構わない。

したがって、第１電源部１０は、第２電源部１１よりも供給可能な電力の最小値（調光範囲の下限値）が小さくなるように構成されればよい。あるいは、第１電源部１０は、第２電源部１１よりも調光能力が高くなるように構成されればよい。第１電源部１０及び第２電源部１１が上述のように構成されれば、光出力の変動（ちらつき）を抑えつつ調色範囲の拡大を図ることができる。なお、「調光能力が高い」とは、深い調光（低い調光レベルでの点灯）が可能であることを意味する。

ここで、バースト調光方式においては、調光レベルが下限値に近付くにつれてオンデューティ比が小さく（オン期間が短く）なるため、１回のオン期間中のスイッチ素子Ｑ３のスイッチング回数も減少する。また、制御部１２から出力されるバースト調光信号には、制御部１２（を構成するマイクロコントローラ）の内部クロックのジッタに起因した誤差が含まれる。つまり、図５Ａに示すように、バースト調光信号のオン期間が前記ジッタによってばらつく可能性がある。このようにバースト調光信号のオン期間がばらつくと、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、１回のオン期間におけるインダクタ電流の平均値にもばらつきが生じて光出力が変動してしまう虞がある。調光レベルが高いときはオン期間も充分に長いため、前記オン期間のばらつきによるインダクタ電流の平均値のばらつきもごく僅かな量でしかない。ところが、調光レベルが下限値近い場合、オン期間も相当に短くなるので、前記オン期間のばらつきによるインダクタ電流の平均値のばらつきの影響が大きくなり、光出力の変動が認識されやすくなる。

しかしながら、本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４では、第２電源部１１の調光範囲の下限値がゼロよりも充分大きい値であるので、少なくとも、第２光源３には光出力の変動が生じ難い。そのため、本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４は、光出力の変動を抑制することができる。

本実施形態の照明制御装置１は、光の色温度が相対的に高い第１光源２を点灯する第１電源部１０と、光の色温度が第１光源２の光の色温度よりも低い第２光源３を点灯する第２電源部１１と、第１電源部１０と第２電源部１１を制御する制御部１２とを備える。第１電源部１０は、制御部１２に制御されて第１光源２に供給する電力を増減するように構成される。第２電源部１１は、制御部１２に制御されて第２光源３に供給する電力を増減するように構成される。制御部１２は、第１光源２の光と第２光源３の光を混合した光の色温度を、目標とする色温度に一致させるように、第１電源部１０と第２電源部１１を制御するように構成される。第１電源部１０は、第２電源部１１よりも供給可能な電力の最小値が小さくなるように構成される。あるいは、第１電源部１０は、第２電源部１１よりも調光能力が高くなるように構成される。

また、本実施形態の照明装置４は、第１光源２と、第２光源３と、照明制御装置１とを有する。

本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４は上述のように構成されるので、第１電源部１０と第２電源部１１の供給可能な電力の最小値が等しい場合や、両者の電力供給能力が等しい場合と比較して、光出力の変動を抑えつつ調色範囲の拡大を図ることができる。

なお、本実施形態における制御部１２は、調色信号に基づいて、混合された光の色温度を調整（調色）しているが、色温度とともに、混合された光の量（光束）を調整することも可能である。具体的には、制御部１２は、第１電源部１０の調光レベルと第２電源部１１の調光レベルとの割合によって混合された光の色温度を調整（調色）し、各調光レベルの絶対値によって混合された光の量（光束）を調整（調光）すればよい。

ところで、調光レベルがゼロよりも充分に大きい値（数％以上）であれば、制御部１２は、第１電源部１０及び第２電源部１１をＤＣ調光方式で調光制御することが好ましい。すなわち、バースト調光方式は、ＤＣ調光方式に比べて、光源２，３に流れる電流の変動（リプル）が大きくなってしまうからである。

また、制御部１２は、調光レベルの下限値がゼロに近い値になれば、ＤＣ調光方式とバースト調光方式を組み合わせて第１電源部１０を調光制御することが好ましい。さらに、制御部１２は、ＤＣ調光方式のみで第２電源部１１を調光制御することが好ましい。

照明制御装置１並びに照明装置４が上述のように構成されれば、第２降圧チョッパ回路１１０のコンデンサＣ４に必要な静電容量が減少するため、より小型のコンデンサＣ４が使用できて小型化を図ることが可能となる。また、第２チョッパ制御部１１１がＤＣ調光方式のみで第２降圧チョッパ回路１１０を調光制御すれば、ビデオカメラなどの映像機器との干渉ちらつきの発生を抑制することができる。

本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４において、制御部１２は、第２光源３に流す電流のピーク値を調整するように第２電源部１１を制御するように構成されることが好ましい。また、本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４において、制御部１２は、第１光源２に流す電流のピーク値及び第１光源２に間欠的に電流を流す期間を調整するように第１電源部１０を制御するように構成されることが好ましい。

本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４が上述のように構成されれば、小型化を図ることができるとともに、ビデオカメラなどの映像機器との干渉ちらつきの発生を抑制することができる。

（実施形態２）
本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４は、図６に示すように、第１降圧チョッパ回路１００の構成以外は実施形態１とほぼ共通である。したがって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における第１降圧チョッパ回路１００は、スイッチ素子Ｑ３、ダイオードＤ３、インダクタＬ１１、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ１などで構成される。スイッチ素子Ｑ３のドレインが直流電源６の正極に接続され、スイッチ素子Ｑ３のソースがダイオードＤ３のカソードとインダクタＬ１１の一端に接続される。ダイオードＤ３のアノードが直流電源６の負極に接続される。インダクタＬ１１の他端がコンデンサＣ３の高電位側の端子に接続される。コンデンサＣ３の低電位側の端子が抵抗Ｒ１を介して直流電源６の負極に接続される。なお、第１光源２はコンデンサＣ３の両端に接続される。抵抗Ｒ１の両端には、インダクタＬ１１に流れる電流（インダクタ電流）に対応した電圧降下が生じる。

また、第１電源部１０には、誤差増幅器１０２が設けられる。この誤差増幅器１０２は、オペアンプを主構成要素とし、マイナス端子に入力される抵抗Ｒ１の両端電圧（インダクタ電流に対応した電圧）と、プラス端子に入力されるＤＣ調光信号との差分を増幅して第１チョッパ制御部１０１に出力するように構成される。

第１チョッパ制御部１０１は、誤差増幅器１０２の出力と、制御部１２から与えられる周波数信号とに基づいて、第１降圧チョッパ回路１００のスイッチ素子Ｑ３を電流不連続モードで制御するように構成される。なお、周波数信号は、方形波のパルス信号であり、制御部１２によって周期が調整される。

第１チョッパ制御部１０１は、誤差増幅器１０２の出力をゼロに近付けるようにスイッチ素子Ｑ３のオン期間（オン幅）を調整（増減）する。また、第１チョッパ制御部１０１は、周波数信号の立ち上がりに同期してスイッチ素子Ｑ３をオンする。なお、周波数信号の周期は、スイッチ素子Ｑ３のオン期間と回生電流の流れる期間の和よりも長い時間に設定される。

制御部１２は、第１電源部１０及び第２電源部１１をＤＣ調光方式で調光制御するように構成される。さらに、制御部１２は、周波数信号の周波数（周期）を伸縮することによって第１電源部１０を調光制御するように構成される。

例えば、調色信号で指示される目標色温度が調色範囲の上限（５０００Ｋ）である場合、制御部１２は、図２に示す対応関係に基づき、第１光源２の調光レベルをＰ１、第２光源３の調光レベルをＰ２と決定する。制御部１２は、調光レベルＰ１，Ｐ２に対応したＤＣ調光のピーク目標値を決定し、当該ピーク目標値を示すＤＣ調光信号（図７Ａ及び図７Ｄ参照）を第１電源部１０と第２電源部１１にそれぞれ出力する。

第２電源部１１の第２チョッパ制御部１１１は、ＤＣ調光信号（図７Ｄ参照）に基づいて、第２降圧チョッパ回路１１０のスイッチ素子Ｑ４を電流臨界モードで制御する（図７Ｅ参照）。すなわち、第２チョッパ制御部１１１は、スイッチ素子Ｑ４のオン期間をＤＣ調光信号に対応して伸長することにより、第２降圧チョッパ回路１１０をＤＣ調光方式で調光制御する。

一方、第１電源部１０の第１チョッパ制御部１０１は、ＤＣ調光信号（図７Ａ参照）並びに周波数信号に基づいて、第１降圧チョッパ回路１００のスイッチ素子Ｑ３を電流不連続モードで制御する（図７Ｃ参照）。すなわち、第１チョッパ制御部１０１は、周波数信号（図７Ｂ参照）の立ち上がりに同期してスイッチ素子Ｑ３をオンし、ＤＣ調光信号に対応したオン期間が経過したらスイッチ素子Ｑ３をオフするように構成される。なお、図７Ａは第１電源部１０に与えられるＤＣ調光信号を示し、図７Ｂは周波数信号を示し、図７Ｃは、第１降圧チョッパ回路１００のインダクタＬ１１に流れる電流（インダクタ電流）を示す。また、図７Ｄは第２電源部１１に与えられるＤＣ調光信号を示し、図７Ｅは第２降圧チョッパ回路１１０のインダクタＬ２１に流れる電流（インダクタ電流）を示す。

而して、第１電源部１０で点灯される第１光源２の光と、第２電源部１１で点灯される第２光源３の光とが混合された光の色温度は、調色信号で指示された目標色温度（５０００Ｋ）に一致する。

また、調色信号で指示される目標色温度が調色範囲の下限（２７００Ｋ）である場合、制御部１２は、図２に示す対応関係に基づき、第１光源２の調光レベルをＰ３、第２光源３の調光レベルをＰ４と決定する。制御部１２は、調光レベルＰ３，Ｐ４に対応したＤＣ調光のピーク目標値を決定し、当該ピーク目標値を示すＤＣ調光信号（図８Ａ及び図８Ｄ参照）を第１電源部１０並びに第２電源部１１に出力する。

第２電源部１１の第２チョッパ制御部１１１は、ＤＣ調光信号（図８Ｄ参照）に基づいて、第２降圧チョッパ回路１１０のスイッチ素子Ｑ４を電流臨界モードで制御する（図８Ｅ参照）。

一方、第１電源部１０の第１チョッパ制御部１０１は、ＤＣ調光信号（図８Ａ参照）並びに周波数信号に基づいて、第１降圧チョッパ回路１００のスイッチ素子Ｑ３を電流不連続モードで制御する（図８Ｃ参照）。すなわち、第１チョッパ制御部１０１は、周波数信号（図８Ｂ参照）の立ち上がりに同期してスイッチ素子Ｑ３をオンし、ＤＣ調光信号に対応したオン期間が経過したらスイッチ素子Ｑ３をオフするように構成される。なお、図８Ａは第１電源部１０に与えられるＤＣ調光信号を示し、図８Ｂは周波数信号を示し、図８Ｃは、第１降圧チョッパ回路１００のインダクタＬ１１に流れる電流（インダクタ電流）を示す。また、図８Ｄは第２電源部１１に与えられるＤＣ調光信号を示し、図８Ｅは第２降圧チョッパ回路１１０のインダクタＬ２１に流れる電流（インダクタ電流）を示す。

而して、第１電源部１０で点灯される第１光源２の光と、第２電源部１１で点灯される第２光源３の光とが混合された光の色温度は、調色信号で指示された目標色温度（２７００Ｋ）に一致する。

ここで、調光レベルＰ３は、第１電源部１０の調光可能な範囲の下限値に相当し、例えば、１％以下の値であることが望ましい。そして、このように極端に低い調光レベルを実現するため、第１チョッパ制御部１０１は、ＤＣ調光方式と、電流不連続モードにおけるスイッチング周期の調整とを組み合わせて第１降圧チョッパ回路１００を調光制御している。

上述のように本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４において、第１電源部１０及び第２電源部１１は降圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。また、第１電源部１０は、電流不連続モードで動作し、第２電源部１１は、電流臨界モードで動作するように構成されることが好ましい。

すなわち、第１電源部１０が電流不連続モードで動作するように構成されれば、電流臨界モードで動作するように構成される第２電源部１１よりも、供給可能な電力の最小値（調光範囲の下限値）が小さくできる。

また、本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４において、制御部１２は、第１電源部１０及び第２電源部１１をバースト調光方式で調光しないので、出力電流の変動（リップル）が抑えられる。その結果、第１降圧チョッパ回路１００及び第２降圧チョッパ回路１１０の出力段に設けられる平滑用のコンデンサＣ３、Ｃ４の静電容量を小さくして小型化を図ることができる。

（実施形態３）
ところで、第１光源２の定格電圧と、第２光源３の定格電圧とは、使用される発光ダイオードの種類や個数によって決まるので、一致しない場合もある。第１光源２と第２光源３の定格電圧が異なっていても、実施形態１，２のように、それぞれ独立した電源部（第１電源部１０と第２電源部１１）から電力が供給されれば何も支障は無い。しかしながら、電源部が２つ必要であるが故に、照明制御装置１及び照明装置４が大型化してしまう。

そこで本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４では、第１電源部１０は、定電流源と、前記定電流源の出力端間に第１光源２と直列に接続される第１スイッチ素子Ｑ６とを有することが好ましい。また、第２電源部１１は、前記定電流源と、前記定電流源の出力端間に第２光源３と直列に接続される第２スイッチ素子Ｑ７とを有することが好ましい。さらに、制御部１２は、第１光源２の光と第２光源３の光を混合した光の色温度を目標とする色温度に一致させるように、第１スイッチ素子Ｑ６と第２スイッチ素子Ｑ７を交互にオン・オフするように構成されることが好ましい。

以下、本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４について、図９〜図１３を参照して詳細に説明する。ただし、実施形態１，２と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における直流電源６は、交流電源７の交流電圧・交流電流を全波整流するダイオードブリッジ６０と、ダイオードブリッジ６０で全波整流された脈流電圧・脈流電流を直流電圧・直流電流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６１とで構成される。

また、本実施形態における第１電源部１０は、降圧チョッパ回路からなる定電流源と、第１スイッチ素子Ｑ６とで構成される。降圧チョッパ回路は、実施形態１における第１降圧チョッパ回路１００とほぼ共通の構成を有し、スイッチ素子Ｑ５、ダイオードＤ３、インダクタＬ３、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ３などで構成される。スイッチ素子Ｑ５は、ｎチャネル型の電界効果トランジスタで構成される。スイッチ素子Ｑ５のドレインがダイオードＤ３のアノードに接続され、スイッチ素子Ｑ５のソースが抵抗Ｒ３を介して直流電源６の負極に接続される。コンデンサＣ３は電解コンデンサで構成され、高電位側の端子がダイオードＤ３のカソードと直流電源６の正極に接続され、低電位側の端子がインダクタＬ３の一端に接続される。インダクタＬ３の他端は、ダイオードＤ３のアノードに接続される。

第１スイッチ素子Ｑ６は、ｎチャネル型の電界効果トランジスタで構成される。第１スイッチ素子Ｑ６のソースがコンデンサＣ３の低電位側の端子に接続される。そして、第１スイッチ素子Ｑ６のドレインと、コンデンサＣ３の高電位側の端子との間に第１光源２が接続される。

第２電源部１１は、第１電源部１０と共用する定電流源（降圧チョッパ回路）と、第２スイッチ素子Ｑ７とで構成される。第２スイッチ素子Ｑ７は、第１スイッチ素子Ｑ６と同様にｎチャネル型の電界効果トランジスタで構成される。第２スイッチ素子Ｑ７のソースがコンデンサＣ３の低電位側の端子に接続される。そして、第２スイッチ素子Ｑ７のドレインと、コンデンサＣ３の高電位側の端子との間に第２光源３が接続される。

制御部１２は、抵抗Ｒ３の両端電圧からドレイン電流を検出し、ドレイン電流を目標値に一致させるように、スイッチ素子Ｑ５のオンデューティ比を調整する。なお、制御部１２は、外部から与えられる調光信号で指定された調光レベルに応じて、ドレイン電流の目標値を決定する。

また、制御部１２は、定電流源のスイッチ素子Ｑ５のスイッチング周期Ｔに同期させて、第１スイッチ素子Ｑ６のオン期間と第２スイッチ素子Ｑ７のオン期間を調整しつつ、２つのスイッチ素子Ｑ６、Ｑ７を交互にオン・オフするように構成される。

例えば、図１０に示すように、制御部１２は、第１スイッチ素子Ｑ６のオン期間Ｔ１と第２スイッチ素子Ｑ７のオン期間Ｔ２を、スイッチ素子Ｑ５のスイッチング周期Ｔに等しくするように各スイッチ素子Ｑ６、Ｑ７をオン・オフする。この場合、第１光源２と第２光源３に等しい電流が流れることになるので、第１光源２の光と第２光源３の光を混合した光の色温度が約４６００Ｋとなる。なお、図１０Ａはスイッチ素子Ｑ５のオン・オフ状態を示し、図１０Ｂの実線は第１スイッチ素子Ｑ６のオン・オフ状態を示し、図１０Ｂの破線は第２スイッチ素子Ｑ７のオン・オフ状態を示す。さらに、図１０Ｃの実線は第１スイッチ素子Ｑ６に流れる電流を示し、図１０Ｃの破線は第２スイッチ素子Ｑ７に流れる電流を示す。

また、図１１に示すように、制御部１２は、第１スイッチ素子Ｑ６のオン期間Ｔ１をスイッチング周期Ｔの２倍とし、第２スイッチ素子Ｑ７のオン期間Ｔ２をスイッチング周期Ｔに等しくするように各スイッチ素子Ｑ６、Ｑ７をオン・オフする。この場合、各スイッチ素子Ｑ６、Ｑ７に流れる電流の割合も２：１となるので、第１光源２の光と第２光源３の光を混合した光の色温度が約５２００Ｋとなる。なお、図１１Ａはスイッチ素子Ｑ５のオン・オフ状態を示し、図１１Ｂの実線は第１スイッチ素子Ｑ６のオン・オフ状態を示し、図１１Ｂの破線は第２スイッチ素子Ｑ７のオン・オフ状態を示す。さらに、図１１Ｃの実線は第１スイッチ素子Ｑ６に流れる電流を示し、図１１Ｃの破線は第２スイッチ素子Ｑ７に流れる電流を示す。

また、図１２及び図１３に示すように、制御部１２が調光信号に応じてスイッチ素子Ｑ５のオン期間を短くすれば、第１光源２の光と第２光源３の光を混合した光の色温度を変えずに、光量（明るさ）のみを変えることができる。なお、図１２Ａ及び図１３Ａはスイッチ素子Ｑ５のオン・オフ状態を示し、図１２Ｂ及び図１３Ｂの実線は第１スイッチ素子Ｑ６のオン・オフ状態を示し、図１２Ｂ及び図１３Ｂの破線は第２スイッチ素子Ｑ７のオン・オフ状態を示す。さらに、図１２Ｃ及び図１３Ｃの実線は第１スイッチ素子Ｑ６に流れる電流を示し、図１２Ｃ及び図１３Ｃの破線は第２スイッチ素子Ｑ７に流れる電流を示す。

上述のように本実施形態の照明制御装置１及び照明装置４は、２つの電源部１０，１１で定電流源（降圧チョッパ回路）を共用するので、実施形態１，２と比較して、回路構成の簡素化と小型化を図ることができる。

（実施形態４）
本発明に係る照明器具の実施形態を図１４Ａ及び図１４Ｂに示す。

図１４Ａに示す照明器具８は、天井Ｓに埋込配設されるダウンライトであって、第１光源２及び第２光源３を内蔵した器具本体８０と、天井Ｓの裏側(上側)に設置される照明制御装置１とで構成される。

器具本体８０は、アルミダイカストなどの金属材料により下面が開口した有底円筒形状に形成され、内底面に第１光源２及び第２光源３が取り付けられ、下面開口が円板状のカバー８１で閉塞される。なお、カバー８１は、ガラスやポリカーボネートなどの透光性材料で形成される。

本実施形態における照明制御装置１は、実施形態１〜３の何れでも構わないが、矩形箱状に形成された金属製のケースに収納されている。また、照明制御装置１は、電源ケーブル８２とコネクタ８３を介して器具本体８０の第１光源２及び第２光源３と接続される。

図１４Ｂに示す照明器具９は、天井Ｓに埋込配設されるダウンライトであって、第１光源２及び第２光源３と照明制御装置１を器具本体９０内に収納して構成されている。

器具本体９０は、アルミダイカストなどの金属材料により下面が開口した有底円筒形状に形成され、円板状の仕切板９１によって内部空間が上下に分割されている。また、器具本体９０の下面開口は、ガラスやポリカーボネートなどの透光性材料で形成される円板状のカバー９２で閉塞される。

第１光源２及び第２光源３は、仕切板９１の下面側に配設される。また、照明制御装置１は、仕切板９１の上部空間に収納され、電源ケーブル９３によって第１光源２及び第２光源３と接続される。

上述のように本実施形態の照明器具８（又は９）は、第１光源２と、第２光源３と、照明制御装置１と、少なくとも第１光源２と第２光源３を支持する器具本体８０（又は９０）とを有する。

本実施形態の照明器具８，９は上述のように構成されるので、第１電源部１０と第２電源部１１の供給可能な電力の最小値が等しい場合や、両者の電力供給能力が等しい場合と比較して、光出力の変動を抑えつつ調色範囲の拡大を図ることができる。

１ 照明制御装置
２ 第１光源
３ 第２光源
１０ 第１電源部
１１ 第２電源部
１２ 制御部

Claims (7)

1. 光の色温度が相対的に高い第１光源を点灯する第１電源部と、光の色温度が前記第１光源の光の色温度よりも低い第２光源を点灯する第２電源部と、前記第１電源部と前記第２電源部を制御する制御部とを備え、
   前記第１電源部は、前記制御部に制御されて前記第１光源に供給する電力を増減するように構成され、前記第２電源部は、前記制御部に制御されて前記第２光源に供給する電力を増減するように構成され、
   前記制御部は、前記第１光源の光と前記第２光源の光を混合した光の色温度を、目標とする色温度に一致させるように、前記第１電源部と前記第２電源部を制御するように構成され、
   前記第１電源部は、前記第２電源部よりも供給可能な電力の最小値が小さくなるように構成されることを特徴とする照明制御装置。
2. 光の色温度が相対的に高い第１光源を点灯する第１電源部と、光の色温度が相対的に低い第２光源を点灯する第２電源部と、前記第１電源部と前記第２電源部を制御する制御部とを備え、
   前記第１電源部は、前記制御部に制御されて前記第１光源に供給する電力を増減するように構成され、前記第２電源部は、前記制御部に制御されて前記第２光源に供給する電力を増減するように構成され、
   前記制御部は、前記第１光源の光と前記第２光源の光を混合した光の色温度を目標とする色温度に一致させるように、前記第１電源部と前記第２電源部を制御するように構成され、
   前記第１電源部は、前記第２電源部よりも調光能力が高くなるように構成されることを特徴とする照明制御装置。
3. 前記制御部は、前記第２光源に流す電流のピーク値を調整するように前記第２電源部を制御し、前記第１光源に流す電流のピーク値及び前記第１光源に間欠的に電流を流す期間を調整するように前記第１電源部を制御するように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の照明制御装置。
4. 前記第１電源部及び前記第２電源部が降圧チョッパ回路で構成され、前記第１電源部は、電流不連続モードで動作し、前記第２電源部は、電流臨界モードで動作するように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の照明制御装置。
5. 前記第１電源部は、定電流源と、前記定電流源の出力端間に前記第１光源と直列に接続される第１スイッチ素子とを有し、
   前記第２電源部は、前記定電流源と、前記定電流源の出力端間に前記第２光源と直列に接続される第２スイッチ素子とを有し、
   前記制御部は、前記第１光源の光と前記第２光源の光を混合した光の色温度を目標とする色温度に一致させるように、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子を交互にオン・オフするように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の照明制御装置。
6. 前記第１光源と、前記第２光源と、請求項１〜５の何れかの照明制御装置とを有することを特徴とする照明装置。
7. 前記第１光源と、前記第２光源と、請求項１〜５の何れかの照明制御装置と、少なくとも前記第１光源と前記第２光源を支持する器具本体とを有することを特徴とする照明器具。

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