JP2016021304A - 駆動装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】繊細且つ自由度が高い調光及び調色を行う駆動装置及び照明装置を提供する。【解決手段】外部から入力される調光指令に基づき直流発光負荷を駆動して光の明るさ及び色を変化させる駆動装置であって、所定時間内における前記調光指令の変化量を検出し、前記変化量に応じて前記直流発光負荷を駆動する調色部を備えることを特徴とする駆動装置。所定時間内における調光指令の変化量を調光信号の変化量として検出し、調光信号の変化量に応じて、直流発光負荷から放射される光の色の変化量を調整する。【選択図】図９

Description

本発明は、直流発光負荷に対して調光及び調色を行う駆動装置及び照明装置に関する。

主要な技術的先進国で照明用に使用される電気エネルギーは、各国における総発電量の約１５％に達すると言われ、地球環境問題の観点から電気エネルギーの削減が求められている。このような要求を背景に、従来の照明装置に用いられている白熱電球や蛍光灯よりも消費電力が少なく且つ寿命が長い光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）及び有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）といった直流発光デバイスを発光負荷として備える照明装置が注目されている。

さらに近年、非特許文献１に記載されるように、家庭或いはオフィスにおける生産効率の改善に寄与することを目的とし、調光及び調色が可能な室内用照明装置の開発が進められている。調光及び調色とは、照明装置内外からの情報に基づき照明の明るさ及び色を動的に変化させることである。

従来の照明装置として、図１２のように、高周波インバータ（ＨＦＩ）と、高周波インバータ（ＨＦＩ）の出力端子に並列接続され且つ互いに異なる色温度を有する発光ダイオード対（ＬＥＤ１及びＬＥＤ２）と、異なる共振周波数を有する複数の負荷回路（ＳＲＣ１及びＳＲＣ２）と、を備える照明装置が知られている（特許文献１）。従来の照明装置は、高周波インバータ（ＨＦＩ）の動作周波数を変調させることで負荷回路（ＳＲＣ１及びＳＲＣ２）ごとに発光ダイオード（ＬＥＤ１及びＬＥＤ２）への印加電圧を異ならせ、調光及び調色を実現している。

「ＬＥＤ２０１１ 巨大市場の見通しから成長支える技術動向まで」、日経ＢＰ社、２０１１年３月８日発行、第９６頁から第９９頁

特開２００１−３５１７８９号公報

しかしながら、発光ダイオードに流れる電流が正弦波状であるため、従来の照明装置は繊細な調光及び調色が困難である。また、発光ダイオード対ごとに設定される負荷回路の共振周波数によって各発光ダイオード対に印加される電圧の割合が固定されるため、従来の照明装置は調光及び調色の自由度が低いという問題もある。

本発明は、直流発光負荷に対して繊細且つ自由度が高い調光及び調色が可能な駆動装置及び照明装置を提供する。

本発明の一態様によれば、外部から入力される調光指令に基づき直流発光負荷を駆動して光の明るさ及び色を変化させる駆動装置であって、所定時間内における前記調光指令の変化量を検出し、前記変化量に応じて前記直流発光負荷を駆動する調色部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、直流発光負荷に対して繊細且つ自由度が高い調光及び調色が可能な駆動装置及び照明装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の実装例を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の動作を示す波形図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の構成を示す回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の構成を示す回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の動作を示す波形図である。 本発明の第３の実施形態に係る照明装置３００の構成を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る照明装置５００の構成を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る照明装置５００の１つの調光用ダイヤル操作により調光と調色を実現するための図である。 本発明の第４の実施形態に係る照明装置５００の１つの調光用ダイヤル操作により調光と調色を実現するための図である。 特許文献１に記載される照明装置の構成を示す回路図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施形態）
図１乃至３は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の構成を示す回路図及び実装例を示す構成図である。本実施形態に係る照明装置１００は、第１の端子（第１の接続点）Ｔ１及び第２の端子（第２の接続点）Ｔ２と、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ２からなる直流発光負荷２ａと、第１の端子Ｔ１及び第２の端子Ｔ２から直流発光負荷２ａにパルス状の交流電力を出力する駆動装置１ａと、を備える。また、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ２は、互いに異なる色温度を有し且つ交流電流に基づき交互に発光するように構成される。詳細には、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１は第１の端子Ｔ１から第２の端子Ｔ２に向かって流れる電流に応じて第１の色温度の光を放射し、第２の直流発光デバイスＬＥＤ２は第２の端子Ｔ２から第１の端子Ｔ１に向かって流れる電流に応じて第１の色温度と異なる第２の色温度の光を放射する。駆動装置１ａは、その外部から入力される調光指令に基づき交流電力を制御して直流発光負荷２ａから出力される光の明るさ及び色を変化させる。

直流発光負荷を備える照明装置１００は、第１及び第２の端子Ｔ１，Ｔ２を介して互いに接続される直流発光負荷の駆動装置１ａと直流発光負荷２ａとを備える。

本実施形態に係る駆動装置１ａは、直流電源ＤＣ１と、直流発光負荷２ａに接続される第１の端子Ｔ１及び第２の端子Ｔ２と、第１の端子Ｔ１及び第２の端子Ｔ２からパルス状の交流電力を出力する交流変換部ＩＮＶ１と、を備え、交流変換部ＩＮＶ１は該交流電力を制御して直流発光負荷２ａから出力される光の明るさ及び色を変化させる。駆動装置１ａは、その内部及び／又は外部で生成される調光指令に応じて制御されたパルス状の所定の交流電力を第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２から出力する。パルス状とは、正弦波と異なり、方形波、鋸歯状波或いは三角波のように電圧等の物理量が短時間において急峻に変化するものを意味する。

本実施形態に係る直流電源ＤＣ１は、充電池等のバッテリであり、正及び負の出力端子を有し、直流発光負荷２ａを駆動するために所定の直流電力を正及び負の出力端子から出力する。直流電源ＤＣ１は、周知の整流平滑回路或いはＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ−Ｍｏｄｅ
Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）等の直流変換部を含むように構成されても良く、省略されても良い。

本実施形態に係る交流変換部ＩＮＶ１は、本発明の調色部に相当し、直流電源ＤＣ１の正及び負の出力端子に接続される少なくとも１つのスイッチング素子を備えるスイッチングコンバータである。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子からなる。交流変換部ＩＮＶ１は、調光指令に基づき少なくとも調色信号を生成し、直流電源ＤＣ１から出力される直流電力を、直流発光負荷２ａを駆動するために調色信号に従って所定のパルス状の交流電力に変換して第１の端子Ｔ１及び第２の端子Ｔ２から出力する。交流変換部ＩＮＶ１は、例えば図２のように、第１のスイッチング素子Ｑ１と第２のスイッチング素子Ｑ２と第３のスイッチング素子Ｑ３と第４のスイッチング素子Ｑ４とを有するフルブリッジコンバータ構成を備える。詳細には、第１のスイッチング素子Ｑ１の一端は直流電源ＤＣ１の正の出力端子に接続され、第１のスイッチング素子Ｑ１の他端は第１の端子Ｔ１と第２のスイッチング素子Ｑ２の一端とに接続され、第２のスイッチング素子Ｑ２の他端は直流電源ＤＣ１の負の出力端子に接続される。また、第３のスイッチング素子Ｑ３の一端は直流電源ＤＣ１の正の出力端子に接続され、第３のスイッチング素子Ｑ３の他端は第２の端子Ｔ２と第４のスイッチング素子Ｑ４の一端とに接続され、第４のスイッチング素子Ｑ４の他端は直流電源ＤＣ１の負の出力端子に接続される。なお、交流変換部ＩＮＶ１は、その内部及び／又は外部で生成される調光指令に応じて調光信号及び調色信号を生成し、調光信号及び調色信号に従って所定のパルス状の交流電力に変換しても良い。

本実施形態に係る直流発光負荷２ａは、少なくとも第１の直流発光デバイスＬＥＤ１と第２の直流発光デバイスＬＥＤ２と第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２とを備える。直流発光負荷２ａは、駆動装置１ａから第１の端子Ｔ１及び第２の端子Ｔ２を介して所定のパルス状の交流電力が供給され、該交流電力に応じて所定の光を放射する。さらに直流発光負荷２ａは、例えば図３のように、プリント基板上に配置された第１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ１及びＬＥＤ２を格納する透光性のケースＣを備える。この場合、交流変換部ＩＮＶ１は、ケースＣの外部に設置され、外部端子である第１及び第２の端子Ｔ１，Ｔ２を介して直流発光負荷２ａに接続される。ケースＣは、例えばガラス、樹脂及び金属等の材料からなり、好ましくは従来の直管型蛍光灯或いは電球等のランプと置換可能な形状を有する。また、直流発光負荷２ａは、ケースＣの接地或いは固定を目的とする少なくとも第３の端子Ｔ３を設けても良い。

本実施形態に係る第１の直流発光デバイスＬＥＤ１は、そのアノード端子が第１の端子Ｔ１に接続され、そのカソード端子が第２の端子Ｔ２に接続され、第１の端子Ｔ１から第２の端子Ｔ２に向かって流れる第１の電流に応じて光を放射する。本実施形態に係る第２の直流発光デバイスＬＥＤ２は、そのアノード端子が第２の端子Ｔ２に接続され、そのカソード端子が第１の端子Ｔ１に接続され、第２の端子Ｔ２から第１の端子Ｔ１に向かって流れる第２の電流に応じて光を放射する。すなわち、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ２は、互いに異なる色温度を有し且つ交流電力に基づき交互に発光するように構成される。詳細には、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１と第２の直流発光デバイスＬＥＤ２とは、第１及び第２の端子Ｔ１及びＴ２の間に逆並列に接続される。第１の直流発光デバイスＬＥＤ１は、第１の電流が流れるとき第１の色温度の光を放射するように構成される。第２の直流発光デバイスＬＥＤ２は、第２の電流が流れるとき第２の色温度の光を放射するように構成される。第１の色温度と第２の色温度とは互いに異なる。例えば、本実施形態における第１の色温度は昼光色と呼ばれる５０００Ｋ程度であり、第２の色温度は電球色と呼ばれる３０００Ｋ程度である。なお、第１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ１及びＬＥＤ２の各々は、例えば図３のように、実質的に同一の色温度を有する複数のＬＥＤパッケージが直列に接続されて構成されても良く、複数のＬＥＤパッケージが並列或いは直並列に接続されて構成されても良い。

本実施形態に係る交流変換部ＩＮＶ１は、第１のスイッチング素子Ｑ１と第４のスイッチング素子Ｑ４とを導通させ、第１の電流を直流発光負荷２ａに流し、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１を発光させる。また、交流変換部ＩＮＶ１は、第３のスイッチング素子Ｑ３と第２のスイッチング素子Ｑ２とを導通させ、第２の電流を直流発光負荷２ａに流し、第２の直流発光デバイスＬＥＤ２を発光させる。また、交流変換部ＩＮＶ１は、例えば各スイッチング素子を全て遮断させ、第１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ１，ＬＥＤ２を消灯させる。交流変換部ＩＮＶ１は、上述の動作を繰り返すことで、第１の電流と第２の電流とを直流発光負荷２ａに供給し、第１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ１，ＬＥＤ２を交互に点灯及び消灯させる。すなわち、交流変換部ＩＮＶ１は、第１の電流と第２の電流とを制御することで、直流発光負荷２ａから放射される光の明るさ及び色を変化させる。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の動作を示す波形図であり、詳細には交流変換部ＩＮＶ１から第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に出力されるパルス状の交流電力を示す波形図である。図４において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。本実施形態に係る交流変換部ＩＮＶ１は、＋４０Ｖ及び−４０Ｖの正電圧ピーク及び負電圧ピークを有する方形波状の交流電力を直流発光負荷２ａに供給する。交流変換部ＩＮＶ１から＋４０Ｖの正電圧パルスが出力されるとき、第１の電流が流れ第１の直流発光デバイスＬＥＤ１が発光し、交流変換部ＩＮＶ１から−４０Ｖの負電圧パルスが出力されるとき、第２の電流が流れ第２の直流発光デバイスＬＥＤ２が発光し、交流変換部ＩＮＶ１から略ＧＮＤ電位のオフパルスが出力されるとき、第１及び第２の電流は流れずいずれの直流発光デバイスも実質的に発光しない。

図４（ａ）は、交流変換部ＩＮＶ１から出力される正電圧のパルス幅（出力時間）と負電圧のパルス幅が等しく、且つ、略ＧＮＤ電位の出力時間すなわちオフパルス幅が実質的に設けられていない場合の波形図である。この場合、第１の電流が流れる時間と第２の電流が流れる時間とは等しくなり、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１と第２の直流発光デバイスＬＥＤ２とは互いに等しい時間発光し、直流発光負荷２ａから所定の明るさ及び色を有する光が放射される。

図４（ｂ）は、交流変換部ＩＮＶ１から出力される正電圧のパルス幅と負電圧のパルス幅が等しく、且つ、オフパルス幅が設けられた場合の波形図である。この場合、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１と第２の直流発光デバイスＬＥＤ２とは互いに等しい時間発光及び消灯するとともに、消灯時間が設けられることで、直流発光負荷２ａから放射される光は、図４（ａ）の場合と比べて少なくとも暗くなるように調光される。

図４（ｃ）は、交流変換部ＩＮＶ１から出力される正電圧のパルス幅が負電圧のパルス幅よりも狭く、且つ、オフパルス幅が設けられた場合の波形図である。この場合、図４（ｂ）の場合に比べ、第１の電流が流れる時間よりも第２の電流が流れる時間が長くなり、第２の直流発光デバイスＬＥＤ２が第１の直流発光デバイスＬＥＤ１よりも長時間発光する。第２の直流発光デバイスＬＥＤ２の発光時間の割合が増大することで、直流発光負荷２ａから放射される光は、図４（ｂ）の場合と比べて少なくとも第２の色温度に近くなるように調色される。また、消灯時間が長くなることで、直流発光負荷２ａから放射される光は、図４（ｂ）の場合と比べて少なくとも暗くなるように調光される。

上述のように、駆動部１は、調光指令に基づきパルス状の交流電力の正電圧のパルス幅、負電圧のパルス幅及びオフパルス幅を変調して出力する、すなわち直流発光負荷２ａをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動する。従って、本実施形態に係る照明装置１００は、直流発光負荷２ａから出力される光を繊細且つ自由に調光及び調色することができる。

また、本実施形態に係る照明装置１００は、第１の直流発光負荷ＬＥＤ１及び第２の直流発光負荷ＬＥＤ２が、互いに異なる色温度を有し且つ交互に発光するように構成されるため、調光及び調色機能を有する照明装置を比較的簡易な構成によって提供できる。

また、本実施形態に係る照明装置１００は、互いに異なる色温度の光を放射する第１の直流発光負荷ＬＥＤ１及び第２の直流発光負荷ＬＥＤ２が第１の端子Ｔ１及び第２の端子Ｔ２の間に逆並列に接続されるため、調光及び調色機能を有する照明装置を比較的簡易な構成によって提供できる。

また、本実施形態に係る照明装置１００は、交流変換部ＩＮＶ１と直流発光負荷２ａとが第１及び第２の出力端子Ｔ１，Ｔ２のみを介して接続される。従って、図３のように、交流変換部ＩＮＶ１が直流発光負荷２ａを格納するケースＣの外部に設置される場合、配線構成或いは設置作業が簡易化される。

また、本実施形態に係る照明装置１００は、交流変換部ＩＮＶ１から交流電力が出力されるため、図３のように、交流変換部ＩＮＶ１が直流発光負荷２ａを格納するケースＣの外部に設置される場合、第１及び第２の端子Ｔ１，Ｔ２間の絶縁破壊の信頼性が高くなる。

（第２の実施形態）
図５及び６は、本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る照明装置２００は、駆動装置１ｂ内に、交流変換部ＩＮＶ１に対して機能的な信号を出力するためのマイコンＭＣＵ１及びその周辺部品が設けられる点に関して照明装置１００と異なる。また、照明装置２００は、直流電源ＤＣ２としてＳＭＰＳが設けられる点に関しても照明装置１００と異なる。

本実施形態に係る直流電源ＤＣ２は、本発明の調光部に相当し、少なくとも１つのスイッチング素子を備え、例えば＋４０Ｖ及び０Ｖを所定の周波数で繰り返す方形波状の直流電圧パルスを出力するＳＭＰＳであり、直流電圧パルスのデューティ（オン幅）を可変して出力する。直流電圧パルスは、直流電源ＤＣ２の正及び負の出力端子から、直流電力として交流変換部ＩＮＶ１に出力されるとともに、調光信号としてマイコンＭＣＵ１に出力される。直流電圧パルスのデューティは、照明装置２００の外部に設置される調光器３から直流電源ＤＣ２に出力される調光指令に基づき可変される。また、直流電源ＤＣ２は、直流発光負荷２ａに供給される電流又は電圧を検出し所定の直流電力を出力する定電流制御機能又は定電圧制御機能を備えることが好ましい。

本実施形態に係るマイコンＭＣＵ１は、電源端子ＶＤＤ、接地端子ＶＳＳ及び第１乃至第６の入出力端子ＲＡ０〜ＲＡ５を備える。また、マイコンＭＣＵ１は、直流電圧パルス（調光信号）に基づき調色部である交流変換部ＩＮＶ１に出力する調色信号（ＰＷＭ信号）を得るための演算テーブルを有する。電源端子ＶＤＤは周辺部品を介して直流電源ＤＣ２の正の出力端子に接続され、直流電源ＤＣ２から電力が供給される。接地端子ＶＳＳは周辺部品を介して接地される。第２の入出力端子ＲＡ１は、周辺部品を介して直流電源ＤＣ２に接続され、直流電源ＤＣ２から調光信号としての直流電圧パルスＰＷＭ−ＩＮを受ける。第３の入出力端子ＲＡ２は、周辺部品を介して直流電源ＤＣ２に接続され、直流電源ＤＣ２から直流電圧パルスＩＮＴを受ける。第５の入出力端子ＲＡ４は、交流変換部ＩＮＶ１の入力端子ＩＮに接続され、交流変換部ＩＮＶ１に調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴを出力する。第６の入出力端子ＲＡ５は、交流変換部ＩＮＶ１のエネーブル端子ＥＮに接続され、交流変換部ＩＮＶ１にＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。また、第１乃至第６の入出力端子ＲＡ０〜ＲＡ５は、内部プログラムの書き込み用端子として利用されても良い。

図７は、本実施形態に係る照明装置２００の動作を示す波形図である。波形ＤＣ−ＯＵＴは、直流電源ＤＣ２から出力される直流電圧パルスを示す。波形ＰＷＭ−ＩＮ／ＩＮＴは、マイコンＭＣＵ１の第２及び第３の入出力端子ＲＡ１及びＲＡ２に入力される直流電圧パルスを示す。波形ＰＷＭ−ＯＵＴは、マイコンＭＣＵ１の第５の入出力端子ＲＡ４から出力される調色信号を示す。波形ＦＥＴ−ｐｏｓは、交流変換部ＩＮＶ１の第１及び第４のスイッチング素子Ｑ１及びＱ４をオンオフ制御する第１の制御信号を示す。波形ＦＥＴ−ｎｅｇは、交流変換部ＩＮＶ１の第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２及びＱ３をオンオフ制御する第１の制御信号を示す。波形Ｖｏｕｔは、交流変換部ＩＮＶ１から第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に出力されるパルス状の交流電力を示す。また、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。

調光器３が、例えば１００Ｈｚのパルス信号からなる調光指令を直流電源ＤＣ２に出力すると、直流電源ＤＣ２は、調光指令を受け、調光指令のデューティに基づき例えば６００Ｈｚのパルス信号からなる直流電圧パルスを出力する。直流電源ＤＣ２から出力される直流電圧パルスは、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４を介して第２及び第３の入出力端子ＲＡ１、ＲＡ２に入力される。マイコンＭＣＵ１は、直流電圧パルスに含まれる直流電力のデューティに基づき交流変換部ＩＮＶ１から出力される交流電力の正電圧、負電圧及びオフパルスのパルス幅を決定し、調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴを生成して第５の入出力端子ＲＡ４から出力する。また、マイコンＭＣＵ１は、交流変換部ＩＮＶ１を動作させるためのエネーブル信号を第６の入出力端子ＲＡ５から出力する。交流変換部ＩＮＶ１は、マイコンＭＣＵ１から出力される調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴに基づき第１及び第２の制御信号ＦＥＴ−ｐｏｓ及びＦＥＴ−ｎｅｇを生成する。また、交流変換部ＩＮＶ１は、マイコンＭＣＵ１から出力されるエネーブル信号を検出すると、第１及び第２の制御信号により各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオンオフ制御し、直流電源ＤＣ２から出力される直流電力を所定の交流電力に変換して出力することで直流発光負荷２ａをＰＷＭ駆動する。

上述のような動作により、本実施形態に係る照明装置２００は、調光器３から出力され
る調光指令に応じて直流発光負荷２ａをＰＷＭ駆動する。従って、本実施形態に係る照明装置２００は、実施形態１に係る照明装置１００と同様の効果を得ることができる。

また、直流電源ＤＣ２から出力される直流電圧パルスは、直流電力及び調光信号として出力されるため、直流電力を出力する手段と調光信号を出力する手段とを個別に必要としない。従って、本実施形態に係る照明装置２００は、調光及び調色機能を有する照明装置を比較的簡易な構成によって提供できる。

また、本実施形態に係る照明装置２００は、直流電源ＤＣ２の外部から入力される調光指令に基づき調光信号及び調色信号を生成して交流電力を出力するため、調光指令及び調色指令を個別に必要としない。従って、調光及び調色機能を有する照明装置を比較的簡易な構成によって提供できる。

また、本実施形態に係る照明装置２００は、直流電源ＤＣ２から出力される調光信号（直流電圧パルス）に基づき調色信号を生成し、交流変換部ＩＮＶ１に出力する。すなわち、調光部と調色部とが直列に接続されるため、調光信号と調色信号との間の同期が容易に実現できる。従って、調光に対する調色のばらつきが少ない照明装置を提供できる。

また、本実施形態に係る照明装置２００は、調光器３から出力される調光指令の周波数を所定の周波数に変換して直流電圧パルスを生成可能に構成されるため、調光指令の周波数に関らず直流発光負荷２ａを高周波駆動できる。従って、既存の調光器を置き換える必要が無く、照明装置の導入が簡易化できる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置３００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る照明装置３００は、直流発光負荷の駆動装置１ｃと直流発光負荷２ｂとが、第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２及び第３の端子Ｔ３を介して互いに接続される点に関して照明装置１００と異なる。また、第２の直流発光デバイスＬＥＤ２のカソード端子が第３の端子Ｔ３に接続される点に関しても照明装置１００と異なるが、第１の直流発光デバイスＬＥＤ１及び第２の直流発光デバイスＬＥＤ２が交流電力に基づき交互に発光するように構成される点では照明装置１００と共通する。

本実施形態に係る照明装置３００において、交流変換部ＩＮＶ２から＋４０Ｖの正電圧パルスが出力されるとき、第１の端子Ｔ１から第２の端子Ｔ２に向かって第１の電流が流れ第１の直流発光デバイスＬＥＤ１が発光し、交流変換部ＩＮＶ２から−４０Ｖの負電圧パルスが出力されるとき、第２の端子Ｔ２から第３の端子Ｔ３に向かって第２の電流が流れ第２の直流発光デバイスＬＥＤ２が発光し、交流変換部ＩＮＶ２から略ＧＮＤ電位のオフパルスが出力されるとき、第１及び第２の電流は流れずいずれの直流発光デバイスも実質的に発光しない。

上述のような動作により、本実施形態に係る照明装置３００は、調光器３から出力される調光指令に応じて直流発光負荷２ｂをＰＷＭ駆動する。

従って、本実施形態に係る照明装置３００は、実施形態１に係る照明装置１００と同様に繊細且つ自由度が高い調光及び調色が可能な照明装置を得ることができる。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る照明装置５００の構成を示す回路図である。図１０は、従来の調光用ダイヤルと調色用ダイヤルとの回転角度の組み合わせにより調光と調色とを実現するための図である。

まず、図１０を参照しながら、従来の照明装置の問題点を説明する（例えば、特開２０１２−１４６６１４号公報）。図１０に示すダイヤル１回転角（０°〜１８０°）の範囲で、調光専用のダイヤルを回転させることで調光（照度）を行い、ダイヤル２回転角（０°〜１８０°）の範囲で、調色専用のダイヤルを回転させることで調色を行っていた。

しかしながら、２つのダイヤルをそれぞれ操作するため、ダイヤル操作時に、図１０に示すクルイトフの快適曲線（中央斜めの範囲）から大きく逸脱し、また、２つのダイヤルの組み合わせ操作が煩雑であった。また、一般的な２線式の調光器の配線以外に、調色器の配線工事が必要となり、既設の器具の交換時には追加配線が大きな障害となっていた。

そこで、第４の実施形態に係る照明装置５００は、上述した問題点を解決してなされたものである。第４の実施形態に係る照明装置５００は、直流発光負荷２ａと、外部から入力される調光指令に基づき直流発光負荷２ａを駆動して光の明るさ及び色を変化させる駆動装置１ｄとを備える。駆動装置１ｄは、直流電源ＤＣ２と、交流変換部ＩＮＶ１と、マイコンＭＣＵ２とを有する。

調光指令の変化量は、直流電源ＤＣ２によって、直流電圧パルスのデューティの変化量に変換される。マイコンＭＣＵ２は、直流電圧パルスＰＷＭ−ＩＮのデューティに基づき、所定時間内における調光指令の変化量を検出する検出部１５と、調光指令の変化量に応じて直流発光負荷２ａから放射される光の色の変化量を調整する調色量調整部１６と、を備える。交流変換部ＩＮＶ１は、調色量調整部１６から出力される調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴに基づき、直流発光負荷２ａを駆動する。

図１１は、本発明の第４の実施形態に係る照明装置５００の１つの調光用ダイヤル操作により調光と調色を実現するための図である。図１１において、横軸は、色温度である。縦軸は、照度であり、直流電圧パルスＰＷＭ−ＩＮのデューティに対応する。ダイヤル回転角は、０°〜１８０°である。マイコンＭＣＵ２は、クルイトフの快適曲線に挟まれた調光・調色可能領域を設定され、当該領域で制限される照度及び色温度の範囲でダイヤル１回転角（０°〜１８０°）に応じて調光・調色を行う。

本実施形態に係る照明装置５００の動作について説明する。まず、直流発光負荷２ａが点Ａ（照度７００ｌｘ、色温度５０００Ｋ）に対応して点灯しているとき、ダイヤル１回転角を０°に向かって変化させると、調光信号のデューティは小さくなり、直流発光負荷２ａの照度はダイヤル１回転角に応じて低下する。このとき、検出部１５は、所定時間（例えば１００μｓ）内におけるデューティの変化量を検出し、変化量に応じた検出信号を調色量調整部１６に出力する。調色量調整部１６は、検出信号に応じた調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴを出力する。例えば、調光指令の変化量が所定値よりも大きいとき、マイコンＭＣＵ２は、矢印Ａ１のように色温度の変化が比較的小さくなるように調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴを出力する。また、調光指令の変化量が所定値よりも小さいとき、マイコンＭＣＵ２は、矢印Ａ２のように色温度の変化が比較的大きくなるように調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴを出力する。

次に、直流発光負荷２ａが点Ｂ（照度３００ｌｘ、色温度２８００Ｋ）に対応して点灯しているとき、ダイヤル１回転角を１８０°に向かって変化させると、調光信号のデューティは大きくなり、直流発光負荷２ａの照度は、ダイヤル１回転角に応じて増加する。このとき、調光指令の変化量が所定値よりも大きいとき、マイコンＭＣＵ２は、矢印Ｂ１のように色温度の変化が比較的小さくなるように調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴを出力する。また、調光指令の変化量が所定値よりも小さいとき、マイコンＭＣＵ２は、矢印Ｂ２のように色温度の変化が比較的大きくなるように調色信号ＰＷＭ−ＯＵＴを出力する。

このように、第４の実施形態の照明装置によれば、所定時間内における調光指令の変化量を調光信号の変化量として検出し、調光信号の変化量に応じて、直流発光負荷から放射される光の色の変化量を調整する。これにより、図１１に示すクルイトフの快適曲線に挟まれた調光・調色可能領域内において任意に選択できる照度及び色温度の組合せで直流発光負荷２ａを点灯させることができる。

また、１つのダイヤル操作によって、直感的に調光と調色を行うことができ、２ダイヤル式に匹敵する広い調光調色範囲が得られる。また、クルイトフの快適曲線から大きく逸脱しないように、予め調光テーブルを構成することで、快適な調光・調色が容易に実現できる。また、調光指令の変化量と色温度の変化量とを関連付けることで、繊細な調光・調色が可能となる。また、ダイヤルが１つで済むので、一般的な調光用の配線をそのまま活用できるから、２ダイヤル式のような追加配線の工事が不要となる。

また、第４実施形態では、直流電源ＤＣ２は、調光指令のデューティを調光信号のデューティに変換した。また、調色量調整部は、調光信号のデューティの変化量に応じて色温度の変化量を調整したが、例えば、調光指令の直流電圧を調光信号のデューティに変換して色温度の変化量を調整しても良い。また、ダイヤルを回転させた回転角に応じてパルス数を出力するロータリエンコーダからのパルス数を調光指令として、色温度の変化量を調整しても良い。

上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。例えば、照明装置は、正電圧及び負電圧の電圧値を変調することで調光及び調色するように構成されても良く、力率改善機能を有するように構成されても良い。また、ＬＥＤに代わって、直流発光デバイスとして知られる有機ＥＬ素子を用いて直流発光負荷を構成しても良い。また、第１の色温度と第２の色温度とは、交流電力の制御により直流発光負荷２ａの放射光の色温度を変化せしめる程度に異なっていれば良い。また、照明装置は、駆動装置と直流発光負荷とが共通の筐体に格納されても良く、その場合、第１乃至第３の端子は共通の筐体内部における接続点であっても良い。また、調光信号の上限値及び下限値を検出する閾値は、任意に設定可能である。また、直流電源ＤＣ、交流変換部ＩＮＶ及びマイコンＭＣＵの少なくともいずれかが周知の保護機能を有することが好ましい。周知の保護機能とは、例えば過電圧保護機能、過電流保護機能、過熱保護機能、及び直流発光負荷の着脱検出機能等である。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 駆動装置
２ａ、２ｂ 直流発光負荷
３ 調光器
１５ 検出部
１６ 調色量調整部
１００、２００、３００、５００ 照明装置
ＤＣ１、ＤＣ２ 直流電源
ＩＮＶ１、ＩＮＶ２ 交流変換部
ＭＣＵ１、ＭＣＵ２ マイコン
ＬＥＤ１ 第１の直流発光デバイス
ＬＥＤ２ 第２の直流発光デバイス
Ｔ１ 第１の端子
Ｔ２ 第２の端子
Ｔ３ 第３の端子

Claims (4)

1. 外部から入力される調光指令に基づき直流発光負荷を駆動して光の明るさ及び色を変化させる駆動装置であって、
   所定時間内における前記調光指令の変化量を検出し、前記変化量に応じて前記直流発光負荷を駆動する調色部を備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記調色部は、前記変化量に応じて前記直流発光負荷から放射される光の色の変化量を調整する調色量調整部を備える請求項１に記載される駆動装置。
3. 前記調色部は、クルイトフの快適曲線に挟まれた調光・調色可能領域を設定され、当該領域で制限される照度及び色温度の範囲で前記直流発光負荷を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載される駆動装置。
4. 前記１乃至請求項３のいずれか１項に記載される駆動装置と、
   前記駆動装置に駆動される直流発光負荷と、を備えることを特徴とする照明装置。

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