JP2017084622A - 調光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より多くの種類の照明負荷に対応可能な調光装置を提供する。【解決手段】調光装置１は、一対の入力端子１１，１２と、双方向スイッチ２と、位相検出部３と、入力部４と、制御部５とを備えている。制御部５は、位相検出部３からの検出信号に基づいて、交流電圧の半周期のうちの可変時間ＶＴ１の間、一対の入力端子１１，１２間において双方向の電流を通過させるように双方向スイッチ２を制御する調光制御を実行する。調光制御では、可変時間ＶＴ１の長さが調光レベルに応じて決まる。制御部５は、制御部５の起動時から一定時間の間、可変時間ＶＴ１を起動用時間ＳＴ１に設定する起動制御を実行した後に、調光制御を実行する。そして、起動用時間ＳＴ１は、調光制御での可変時間ＶＴ１よりも長い。【選択図】図１

Description

本発明は、照明負荷を調光する調光装置に関する。

従来、照明負荷を調光する調光装置が知られている（たとえば、特許文献１）。

特許文献１に記載された調光装置は、一対の端子と、制御回路部と、制御回路部に制御電源を供給する制御電源部と、照明負荷の調光レベルを設定する調光操作部とを備えている。

一対の端子間には、制御回路部および制御電源部それぞれが並列に接続されている。また、一対の端子間には、交流電源と照明負荷との直列回路が接続される。照明負荷は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子と、各ＬＥＤ素子を点灯させる電源回路とを備えている。電源回路は、ダイオードと電解コンデンサとの平滑回路を備えている。

制御回路部は、照明負荷に供給する交流電圧を位相制御するスイッチ部と、スイッチ部を駆動するスイッチドライブ部と、スイッチドライブ部および制御電源部を制御する制御部と、を備えている。

制御電源部は、スイッチ部に並列に接続されている。制御電源部は、交流電源の交流電圧を制御電源に変換する。制御電源部は、制御電源を蓄積する電解コンデンサを備えている。

制御部は、制御電源部から電解コンデンサを通じて制御電源が供給される。制御部は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」）を備えている。マイコンは、調光操作部で設定された調光レベルに応じて、交流電圧の半サイクル毎の期間途中で、照明負荷への給電を遮断する逆位相制御を行う。

特開２０１３−１４９４９８号公報

本発明は、より多くの種類の照明負荷に対応可能な調光装置を提供することを目的とする。

本発明の調光装置は、照明負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、前記一対の入力端子間において、双方向の電流の遮断・通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、前記交流電源の交流電圧の位相を検出する位相検出部と、前記照明負荷の光出力の大きさを指定する調光レベルが入力される入力部と、前記位相検出部からの検出信号に基づいて、前記交流電圧の半周期のうちの可変時間の間、前記一対の入力端子間において双方向の電流を通過させるように前記双方向スイッチを制御する調光制御を実行する制御部とを備え、前記調光制御では、前記可変時間の長さが前記調光レベルに応じて決まり、前記制御部は、前記制御部の起動時から一定時間の間、前記可変時間を起動用時間に設定する起動制御を実行した後に、前記調光制御を実行し、前記起動用時間は、前記調光制御での前記可変時間よりも長いことを特徴とする。

本発明は、より多くの種類の照明負荷に対応可能になる、という利点がある。

図１Ａは、実施形態１に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。図１Ｂは、実施形態１に係る調光装置の動作を示す波形図である。 実施形態１に係る調光装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態１に係る調光装置における一対の入力端子間に印加される電圧を示す波形図である。 実施形態１に係る調光装置の正位相制御方式の動作を示す波形図である。 実施形態１に係る調光装置の他の動作を示す波形図である。 実施形態１に係る調光装置を用いた照明システムの概略構成を示すブロック図である。 実施形態２に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。

（実施形態１）
本実施形態の調光装置１は、図１Ａに示すように、一対の入力端子１１，１２と、双方向スイッチ２と、位相検出部３と、入力部４と、制御部５とを備えている。

一対の入力端子１１，１２は、照明負荷６と交流電源７との間に電気的に接続される。双方向スイッチ２は、一対の入力端子１１，１２間において、双方向の電流の遮断・通過を切り替えるように構成されている。位相検出部３は、交流電源７の交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。入力部４は、照明負荷６の光出力の大きさを指定する調光レベルが入力される。

制御部５は、図１Ｂに示すように、位相検出部３からの検出信号に基づいて、交流電圧Ｖａｃの半周期のうちの可変時間ＶＴ１の間、一対の入力端子１１，１２間において双方向の電流を通過させるように双方向スイッチ２を制御する調光制御を実行する。調光制御では、可変時間ＶＴ１の長さが調光レベルに応じて決まる。

制御部５は、制御部５の起動時から一定時間の間、可変時間ＶＴ１を起動用時間ＳＴ１に設定する起動制御を実行した後に、調光制御を実行する。そして、起動用時間ＳＴ１は、調光制御での可変時間ＶＴ１よりも長い。

なお、ここでいう「入力端子」は、電線等を接続するための部品（端子）として実体を有しなくてもよく、たとえば電子部品のリードや、回路基板に含まれる導体の一部であってもよい。また、以下の説明では、「時点Ａから」という表現は、時点Ａを含む意味とする。たとえば「第１時点から」は、第１時点を含む意味である。一方、「時点Ａまで」という表現は、時点Ａは含まず、時点Ａの直前までを意味する。たとえば「第１時点まで」は、第１時点は含まず、第１時点の直前までを意味する。

以下、本実施形態の調光装置１について説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。本実施形態の調光装置１は、図１Ａに示すように、一対の入力端子１１，１２、双方向スイッチ２、位相検出部３、入力部４、制御部５、およびスイッチ駆動部８を備えている。

調光装置１は、２線式の調光装置であって、交流電源７に対して照明負荷６と電気的に直列に接続された状態で使用される。照明負荷６は、光源としてのＬＥＤ素子６１とＬＥＤ素子６１を点灯させる点灯回路６２とを備えている。交流電源７は、たとえば単相１００〔Ｖ〕、６０〔Ｈｚ〕の商用電源である。調光装置１は、一例として、壁スイッチや照明システム１００（図６参照）に適用可能である。

照明負荷６は、通電時に点灯する。また、照明負荷６の点灯回路６２は、調光装置１で位相制御された交流電圧Ｖａｃの波形から調光レベルを読み取り、ＬＥＤ素子６１の光出力の大きさを変化させる。ここで、点灯回路６２は、一例としてブリーダ回路などの電流確保用の回路を有している。このため、調光装置１の双方向スイッチ２が非導通となる期間においても、照明負荷６に電流を流すことが可能である。

双方向スイッチ２は、一対の入力端子１１，１２間において、双方向の電流の遮断・通過を切り替えるように構成されている。双方向スイッチ２は、たとえば、一対の入力端子１１，１２間に電気的に直列に接続されたスイッチ素子Ｑ１およびスイッチ素子Ｑ２の２個の素子からなる。たとえば、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）からなる半導体スイッチ素子である。

スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２は、一対の入力端子１１，１２間において、いわゆる逆直列に接続されている。つまり、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２はソース同士が互いに接続されている。スイッチ素子Ｑ１のドレインは入力端子１１に接続され、スイッチ素子Ｑ２のドレインは入力端子１２に接続されている。両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のソースは、グランドに接続されている。なお、グランドは、調光装置１の内部回路にとって基準電位となる。

双方向スイッチ２は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のオン、オフの組み合わせにより、４つの状態を切替可能である。４つの状態には、両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が共にオフである双方向オフ状態と、両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が共にオンである双方向オン状態と、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の一方のみがオンである２種類の一方向オン状態とがある。一方向オン状態では、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうち、オンの方のスイッチ素子から、オフの方のスイッチ素子の寄生ダイオードを通して一対の入力端子１１，１２間が一方向に導通することになる。たとえば、スイッチ素子Ｑ１がオン、スイッチ素子Ｑ２がオフの状態では、入力端子１１から入力端子１２に向けて電流を流す第１一方向オン状態となる。また、スイッチ素子Ｑ２がオン、スイッチ素子Ｑ１がオフの状態では、入力端子１２から入力端子１１に向けて電流を流す第２一方向オン状態となる。

このため、一対の入力端子１１，１２間に交流電源７から交流電圧Ｖａｃが印加される場合、交流電圧Ｖａｃの正極性の半周期においては、第１一方向オン状態が「順方向オン状態」、第２一方向オン状態が「逆方向オン状態」となる。一方、交流電圧Ｖａｃの負極性の半周期においては、第２一方向オン状態が「順方向オン状態」、第１一方向オン状態が「逆方向オン状態」となる。ここで、双方向スイッチ２は、「双方向オン状態」および「順方向オン状態」の両状態がオン状態であり、「双方向オフ状態」および「逆方向オン状態」の両状態がオフ状態である。

位相検出部３は、一対の入力端子１１，１２間に印加される交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。ここでいう「位相」には、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点、交流電圧Ｖａｃの極性（正極性、負極性）を含んでいる。位相検出部３は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると、検出信号を制御部５に出力するように構成されている。位相検出部３は、ダイオードＤ３１と、第１検出部３１と、ダイオードＤ３２と、第２検出部３２と、を有している。第１検出部３１は、ダイオードＤ３１を介して入力端子１１に電気的に接続されている。第２検出部３２は、ダイオードＤ３２を介して入力端子１２に電気的に接続されている。第１検出部３１は、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際のゼロクロス点を検出する。第２検出部３２は、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期から負極性の半周期に移行する際のゼロクロス点を検出する。

すなわち、第１検出部３１は、入力端子１１を正極とする電圧が規定値未満の状態から規定値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。同様に、第２検出部３２は、入力端子１２を正極とする電圧が規定値未満の状態から規定値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。規定値は０〔Ｖ〕付近に設定された値（絶対値）である。たとえば、第１検出部３１の規定値は、＋数〔Ｖ〕程度であり、第２検出部３２の規定値は、−数〔Ｖ〕程度である。したがって、第１検出部３１および第２検出部３２で検出されるゼロクロス点の検出点は、厳密な意味でのゼロクロス点（０〔Ｖ〕）から少し時間が遅れる。

入力部４は、ユーザによって操作される操作部から、調光レベルを表す信号を受け付け、制御部５に調光信号として出力する。入力部４は、調光信号を出力するのに際して、受け付けた信号を加工してもよいし、しなくてもよい。調光信号とは、照明負荷６の光出力の大きさを指定する数値等であって、照明負荷６を消灯状態とする「ＯＦＦレベル」を含む場合もある。なお、操作部は、ユーザの操作を受けて入力部４に調光レベルを表す信号を出力する構成であればよく、たとえば可変抵抗器やロータリスイッチ、タッチパネルなどである。その他、操作部は、たとえばリモートコントローラやスマートフォンなどの通信端末であってもよい。

制御部５は、たとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として備えている。マイコンは、マイコンのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、制御部５としての機能を実現する。プログラムは、予めマイコンのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、コンピュータ（ここではマイコン）を、制御部５として機能させるためのプログラムである。

制御部５は、位相検出部３からの検出信号および入力部４からの調光信号に基づいて双方向スイッチ２を制御する。制御部５は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を別々に制御する。具体的には、制御部５は、第１制御信号Ｓｂ１にてスイッチ素子Ｑ１を制御し、第２制御信号Ｓｂ２にてスイッチ素子Ｑ２を制御する。

スイッチ駆動部８は、スイッチ素子Ｑ１を駆動（オン／オフ制御）する第１駆動部８１と、スイッチ素子Ｑ２を駆動（オン／オフ制御）する第２駆動部８２と、を有している。第１駆動部８１は、制御部５から第１制御信号Ｓｂ１を受けて、スイッチ素子Ｑ１にゲート電圧を印加する。これにより、第１駆動部８１はスイッチ素子Ｑ１をオン／オフ制御する。同様に、第２駆動部８２は、制御部５から第２制御信号Ｓｂ２を受けて、スイッチ素子Ｑ２にゲート電圧を印加する。これにより、第２駆動部８２はスイッチ素子Ｑ２をオン／オフ制御する。第１駆動部８１は、スイッチ素子Ｑ１のソースの電位を基準にしてゲート電圧を生成する。第２駆動部８２も同様である。

次に、本実施形態の調光装置１の動作について、図２を参照して説明する。図２では、交流電圧Ｖａｃ、第１検出信号ＺＣ１、第２検出信号ＺＣ２、第１制御信号Ｓｂ１、および第２制御信号Ｓｂ２を示している。ここで、第１検出信号ＺＣ１は第１検出部３１による検出信号、第２検出信号ＺＣ２は第２検出部３２による検出信号である。なお、ここでは、第１検出信号ＺＣ１が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することをもって、第１検出信号ＺＣ１が発生したこととする。また、第２検出信号ＺＣ２が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することをもって、第２検出信号ＺＣ２が発生したこととする。つまり、第１検出信号ＺＣ１および第２検出信号ＺＣ２は、ゼロクロス点の検出時に「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化する信号である。

まず、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期における調光装置１の動作について説明する。調光装置１は、位相制御の基準となる交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を位相検出部３で検出する。交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際には、交流電圧Ｖａｃが正極性の規定値Ｖｚｃに達すると、第１検出部３１が第１検出信号ＺＣ１を出力する。ここでは、第１検出信号ＺＣ１の発生時点を第１時点ｔ１とし、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間を、第１期間Ｔ１とする。

第１期間Ｔ１では、制御部５は、第１制御信号Ｓｂ１および第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にしている。これにより、第１期間Ｔ１では、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオフになり、双方向スイッチ２が双方向オフ状態となっている。

第１検出信号ＺＣ１を受ける（第１時点ｔ１に達する）と、制御部５は、第１制御信号Ｓｂ１および第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にする。このため、第１時点ｔ１から調光信号に応じた長さのオン時間が経過した第２時点ｔ２までの第２期間Ｔ２では、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオンになり、双方向スイッチ２が双方向オン状態となる。第２期間Ｔ２では、交流電源７から双方向スイッチ２を介して照明負荷６へ電力が供給され、点灯回路６２が起動すれば照明負荷６が点灯する。

第２時点ｔ２に達すると、制御部５は、第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号に維持したまま、第１制御信号Ｓｂ１を「ＯＦＦ」信号にする。この状態は、半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４よりも一定時間（たとえば３００〔μｓ〕）だけ手前の時間である第３時点ｔ３に達するまで維持される。これにより、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの第３期間Ｔ３では、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうちスイッチ素子Ｑ１のみがオフし、双方向スイッチ２が逆方向オン状態となる。そのため、第３期間Ｔ３では、交流電源７から照明負荷６への電力が断たれる。

第３時点ｔ３に達すると、制御部５は、第１制御信号Ｓｂ１および第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。この状態は、半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４に達するまで維持される。これにより、第３時点ｔ３から半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４までの第４期間Ｔ４では、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオフになり、双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。

また、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期における調光装置１の動作は、正極性の半周期と基本的に同様の動作となる。すなわち、交流電圧Ｖａｃが負極性の規定値−Ｖｚｃに達すると、第２検出部３２が第２検出信号ＺＣ２を出力する。第２検出信号ＺＣ２を受けると、制御部５は、第１制御信号Ｓｂ１および第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にする。そして、第２検出信号ＺＣ２の発生時点が第１時点ｔ１となる。

以下、制御部５は、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期の場合と同様に動作する。すなわち、制御部５は、第１時点ｔ１において双方向スイッチ２が双方向オン状態となるように、双方向スイッチ２を制御する。また、制御部５は、第２時点ｔ２において双方向スイッチ２が逆方向オン状態となるように、第３時点ｔ３において双方向スイッチ２が双方向オフ状態となるように、双方向スイッチ２を制御する。

本実施形態の調光装置１は、以上説明した正極性の半周期の動作と負極性の半周期の動作とを交流電圧Ｖａｃの半周期ごとに交互に繰り返すことで、照明負荷６の調光を行う。ここで、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの第２期間Ｔ２は、入力部４に入力された調光レベルに応じた時間（オン時間）であるので、半周期において一対の入力端子１１，１２間に双方向の電流を通過させる時間は、調光レベルに従って規定されることになる。以下では、交流電圧Ｖａｃの半周期において、一対の入力端子１１，１２間に双方向の電流を通過させる時間を「可変時間ＶＴ１」とする。

すなわち、照明負荷６の光出力を小さくする場合には可変時間ＶＴ１は短く、照明負荷６の光出力を大きくする場合には可変時間ＶＴ１は長く規定される。このため、入力部４に入力される調光レベルに応じて、照明負荷６の光出力の大きさを変えることが可能である。

上述のように、本実施形態の調光装置１は、交流電圧Ｖａｃの半周期において、入力部４に入力された調光レベルに応じて可変時間ＶＴ１を変化させる位相制御により、照明負荷６を調光している。このような位相制御により照明負荷６を調光する場合、図３に示すように、一対の入力端子１１，１２間に印加される電圧（以下、「端子間電圧」）Ｖ１の最大電圧Ｖｍａｘは、調光レベルに応じて変化する。つまり、調光レベルが低ければ端子間電圧Ｖ１の最大電圧Ｖｍａｘは小さくなり、調光レベルが高ければ端子間電圧Ｖ１の最大電圧Ｖｍａｘは大きくなる。なお、端子間電圧Ｖ１の最大電圧Ｖｍａｘは、交流電圧Ｖａｃの最大電圧よりも大きくなることはない。

なお、既に述べたように、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点から一定時間（第１期間Ｔ１）が経過するまでは、双方向スイッチ２が双方向オフ状態であるため、一対の入力端子１１，１２間において双方向の電流が遮断されている。図３では、説明の便宜上、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点から、一対の入力端子１１，１２間に双方向の電流を通過させていると仮定する。図１Ｂ、および後述する図４においても同様である。

ところで、本実施形態の調光装置１ではなく、一般的な調光装置は、起動すると、起動前に入力されていた調光レベルに応じた光出力の大きさとなるように照明負荷を調光する。したがって、起動前に入力されていた調光レベルが低ければ、調光装置の起動時に照明負荷に印加される電圧も小さくなる。

ここで、照明負荷６は、多種多様な製造業者により製造されており、品質も千差万別である。したがって、照明負荷６によっては、印加される電圧が小さいことにより点灯回路６２が起動せず、照明負荷６が点灯しない可能性がある。つまり、このような照明負荷６に一般的な調光装置を用いる場合、起動前に入力されていた調光レベルが低ければ、調光装置の起動時において、照明負荷６に印加される電圧が点灯回路６２を起動させるために必要な電圧（電力）を満たさず、点灯回路６２の起動に失敗する可能性がある。

照明負荷６の点灯回路６２の起動に失敗した場合、ユーザが単に調光レベルを上げる操作を行ったとしても、照明負荷６は点灯しない。この場合、照明負荷６を点灯させるためには、ユーザは、調光レベルを上げた状態で調光装置の電源を落とし、再度、調光装置を起動させるという煩雑な手順を踏む必要がある。また、照明負荷６の点灯回路６２の起動に失敗した場合、調光装置または照明負荷６が故障したとユーザが勘違いするおそれがある。

そこで、本実施形態の調光装置１では、制御部５は、図１Ｂに示すように、調光装置１の起動時から一定時間が経過するまでの起動期間ＣＰ１において、起動制御を実行している。そして、制御部５は、起動制御を実行した後、調光期間ＣＰ２において調光制御を実行している。

起動制御は、制御部５の起動時から一定時間の間、可変時間ＶＴ１を起動用時間ＳＴ１に設定する制御である。起動用時間ＳＴ１は、入力部４に入力される調光レベルに依らない一定の時間であって、調光制御での可変時間ＶＴ１よりも長い時間に設定される。また、起動用時間ＳＴ１は、一対の入力端子１１，１２間に印加される電圧（端子間電圧）Ｖ１の最大電圧Ｖｍａｘが、照明負荷６の点灯回路６２を起動可能な電圧以上となるような時間であるのが好ましい。

調光制御は、位相検出部３からの検出信号に基づいて、交流電圧Ｖａｃの半周期のうちの可変時間ＶＴ１の間、一対の入力端子１１，１２間において双方向の電流を通過させるように双方向スイッチ２を制御する制御である。調光制御では、可変時間ＶＴ１は、入力部４に入力された調光レベルに応じて決まる。

ここでは、調光装置１の起動時において、照明負荷６の光出力の大きさは、調光レベルに応じた光出力の大きさよりも大きくなる。そして、調光装置１が起動した後に、照明負荷６の光出力の大きさが、調光レベルに応じた光出力の大きさとなる。

つまり、本実施形態の調光装置１では、起動時において、種々の照明負荷６の点灯回路６２を起動可能と想定される電圧（電力）を、照明負荷６に与えることが可能である。このため、本実施形態の調光装置１では、起動時において、照明負荷６の点灯回路６２の起動に失敗する可能性を低減することができ、結果として、照明負荷６が点灯しない可能性を低減することができる。したがって、本実施形態の調光装置１は、点灯回路６２の起動に必要な電圧（電力）が高い照明負荷６に対しても適用することができるようになり、より多くの種類の照明負荷６に対応可能になる、という利点がある。

なお、本実施形態の調光装置１では、起動時において、可変時間ＶＴ１を調光レベルに応じた時間ではなく起動用時間ＳＴ１に設定する。このため、起動期間ＣＰ１では、照明負荷６の光出力の大きさが、調光レベルに応じた光出力の大きさ（つまり、ユーザが所望する光出力の大きさ）とは異なる可能性がある。しかしながら、起動制御を実行する起動期間ＣＰ１は、たとえば２００〔ｍｓ〕と短いため、ユーザに違和感を与え難い。

ここで、本実施形態の調光装置１では、制御部５は、起動制御において、起動用時間ＳＴ１が可変時間ＶＴ１の可変範囲における最大値となるように制御している。可変時間ＶＴ１の可変範囲における最大値は、調光レベルの可変範囲の最大値であってもよいし、制御部５が可変時間ＶＴ１を制御可能な範囲における最大値であってもよい。たとえば、照明負荷６の光出力の大きさに応じて調光レベルが百分率で表されていると仮定する。そして、調光レベルの可変範囲の最大値が９５％であったとすると、可変時間ＶＴ１の可変範囲における最大値は、９５％であってもよいし、９５％を超えた値であってもよい。

このように、本実施形態の調光装置１では、起動時において、照明負荷６に印加される電圧が最も大きくなる。言い換えれば、本実施形態の調光装置１では、起動時において、端子間電圧Ｖ１の最大電圧Ｖｍａｘが、交流電圧Ｖａｃの最大電圧に達する。このため、照明負荷６に印加される電圧（電力）が、点灯回路６２の起動に必要な電圧（電力）を満たし易く、より多くの種類の照明負荷６に対応することが可能になる。

もちろん、起動用時間ＳＴ１を可変時間ＶＴ１の可変範囲における最大値にするか否かは任意である。つまり、起動用時間ＳＴ１は、端子間電圧Ｖ１の最大電圧Ｖｍａｘが交流電圧Ｖａｃの最大電圧に達するような時間である必要はない。

また、本実施形態の調光装置１では、制御部５は、図１Ｂに示すように、起動期間ＣＰ１と調光期間ＣＰ２との間であるフェード期間ＣＰ３において、フェード制御を実行している。つまり、制御部５は、起動制御を実行する起動期間ＣＰ１と調光制御を実行する調光期間ＣＰ２との間において、時間経過に伴って徐々に短くなるように可変時間ＶＴ１を制御するフェード制御を実行している。

このため、本実施形態の調光装置１では、照明負荷６の光出力の大きさが、調光レベルに応じた光出力の大きさまで急激に変化し難く、ユーザに与える違和感を低減することができる。もちろん、制御部５がフェード制御を実行するか否かは任意である。なお、起動制御およびフェード制御を実行する期間（起動期間ＣＰ１およびフェード期間ＣＰ３）は、１秒以内であるのが好ましい。

また、本実施形態の調光装置１では、制御部５は、いわゆる逆位相制御方式（トレーリングエッジ方式）により照明負荷６の点灯および調光を行っている。つまり、制御部５は、位相検出部３からの検出信号に基づいて、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）から可変時間ＶＴ１が経過した時点において、双方向スイッチ２がオン状態からオフ状態に切り替わるように双方向スイッチ２を制御している。

このため、本実施形態の調光装置１では、照明負荷６に対して交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点から電力供給を開始するため、電力供給開始時の電流波形歪みを小さく抑えることができる。これにより、調光装置１に接続可能な照明負荷６の数（灯数）を増やしたり、うなり音の発生を抑制できたりする利点がある。

もちろん、制御部５が逆位相制御方式で照明負荷６の点灯および調光を行うか否かは任意である。たとえば、制御部５は、図４に示すように、いわゆる正位相制御方式（リーディングエッジ方式）により照明負荷６の点灯および調光を行ってもよい。正位相制御方式では、制御部５は、交流電圧Ｖａｃの半周期の途中から終点（ゼロクロス点）までの期間において可変時間ＶＴ１を設けている。なお、図４に示す例では、制御部５はフェード制御を実行していないが、起動期間ＣＰ１と調光期間ＣＰ２との間においてフェード制御を実行してもよい。

また、本実施形態の調光装置１は、起動時において、種々の照明負荷６の点灯回路６２を起動可能と想定される電圧（電力）を照明負荷６に与えることができるように、起動用時間ＳＴ１を設定する。したがって、起動前に入力部４に入力されている調光レベルによっては、たとえば図５に示すように、起動用時間ＳＴ１が調光制御での可変時間ＶＴ１よりも短くなる場合がある。つまり、本実施形態の調光装置１は、点灯回路６２を起動可能と想定される電圧（電力）を照明負荷６に与えることができれば、図５に示すような起動制御および調光制御を許容する。

本実施形態の調光装置１は、光源としてＬＥＤ素子６１を備えた照明負荷６に限らず、たとえば有機ＥＬ（Electroluminescence）素子などを光源とした様々な照明負荷６に適用可能である。

＜照明システム＞
以下、本実施形態の調光装置１が用いられる照明システム１００について説明する。照明システム１００は、図６に示すように、伝送ユニット１０１と、複数（ここでは、２つ）の調光装置１とを備える。また、照明システム１００は、１つの操作端末１０２をさらに備える。

これらの伝送ユニット１０１、調光装置１および操作端末１０２は、２線式（図では１線で表す）の信号線１０３により互いに電気的に接続されている。また、調光装置１および操作端末１０２には、固有のアドレスが設定される。伝送ユニット１０１は、これらのアドレスを用いて調光装置１および操作端末１０２を個別に認識する。

調光装置１は、接続線１０４により対応する照明負荷６に電気的に接続されている。また、調光装置１は、交流電源７からの供給電力により、制御電源および駆動電源を生成する。制御電源は、制御部５の動作用の電源である。駆動電源は、スイッチ駆動部８の駆動用の電源である。操作端末１０２は、入力部４と同様に、たとえば可変抵抗器やロータリスイッチ、タッチパネルなどで構成される。

照明システム１００では、たとえば双極性（±２４Ｖ）の時分割多重信号からなる伝送信号によりデータの送受信が行われる。伝送ユニット１０１は、サイクリックに変更されるアドレスデータを含む伝送信号を信号線１０３に対して定期的に送出する。一方、調光装置１および操作端末１０２は、伝送信号に含まれるアドレスデータが自己のアドレスに一致すると、伝送信号に含まれる制御データを取り込む。そして、調光装置１および操作端末１０２は、伝送信号の信号返送期間において監視データを電流モード信号として返送する。

たとえば、操作端末１０２は、操作状態を監視データとして伝送ユニット１０１に返送する。調光装置１は、対応する照明負荷６の点灯状態を監視データとして伝送ユニット１０１に返送する。なお、電流モード信号とは、信号線１０３の線間を開放した状態と、線間に低インピーダンスの素子を接続した状態との切り替えによって生じる電流変化で表される信号である。

上記構成の照明システム１００によれば、ユーザが操作端末１０２を操作すると、操作端末１０２から伝送ユニット１０１に対して、信号線１０３を介して操作信号が送信されることになる。ここでいう操作信号は、ユーザの操作に応じて操作端末１０２で発生する信号であって、操作端末１０２から伝送ユニット１０１へ送信される電流モード信号である。

操作端末１０２からの操作信号を受信した伝送ユニット１０１は、ユーザの操作に応じた調光レベルを表す信号を、信号線１０３を介して調光装置１へ送信する。そして、調光装置１では、調光レベルを表す信号を入力部４で受け付けることで、対応する照明負荷６を調光する。ここでは、ユーザが操作端末１０２を操作することにより、操作端末１０２に対応付けられた複数の照明負荷６が一括して調光される。もちろん、操作端末１０２は、伝送ユニット１０１を介して、複数の調光装置１に対して個別に調光レベルを表す信号を送信するように構成されていてもよい。この構成では、ユーザが操作端末１０２を操作することで、複数の照明負荷６を個別に調光可能である。

（実施形態２）
本実施形態の調光装置１Ａは、図７に示すように、切替部９をさらに備えている点で、実施形態１の調光装置１と相違する。以下、実施形態１の調光装置１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

切替部９は、ユーザによって操作される操作部から、制御モードを表す信号を受け付け、制御部５に切替信号として出力する。切替部９は、切替信号を出力するのに際して、受け付けた信号を加工してもよいし、しなくてもよい。切替信号とは、制御部５の制御モードを指定する信号である。

制御モードは、第１モードおよび第２モードの２つである。第１モードでは、制御部５は、実施形態１の調光装置１と同様に、調光装置１Ａの起動時において、起動制御を実行した後に調光制御を実行する。なお、第１モードにおいては、制御部５は、フェード制御を併せて実行してもよい。第２モードでは、制御部５は、調光装置１Ａの起動時において、起動制御を実行せずに調光制御を実行する。

なお、操作部は、入力部４と同様に、ユーザの操作を受けて切替部９に制御モードを表す信号を出力する構成であればよく、たとえば可変抵抗器やロータリスイッチ、タッチパネルなどである。その他、操作部は、たとえばリモートコントローラやスマートフォンなどの通信端末であってもよい。

また、切替部９は、入力部４の機能の一部として構成されていてもよい。たとえば、入力部４の操作部がタッチパネルで構成されている場合、タッチパネルを操作することで切替部９の機能を発揮できるようにしてもよい。

ここで、実施形態１の調光装置１における起動制御は、全ての照明負荷６に必要なわけではない。つまり、照明負荷６によっては、調光装置１の起動時において、起動前に入力されていた調光レベルが調光範囲の最小値であったとしても、点灯回路６２を起動可能である。このような照明負荷６を調光する場合は、調光装置１の起動時においてユーザが違和感を覚え難くなるように、照明負荷６の光出力の大きさが即座に調光レベルに応じた光出力の大きさとなることが好ましい。

そこで、本実施形態の調光装置１Ａでは、上述のように、制御部５は、起動制御および調光制御を実行する第１モードと、制御部５の起動時から調光制御を実行する第２モードとの２つの制御モードを有している。そして、本実施形態の調光装置１Ａは、外部からの操作により、制御部５を第１モードおよび第２モードのいずれか一方に切り替える切替部９をさらに備えている。

つまり、本実施形態の調光装置１Ａでは、起動時における制御部５の制御モードをユーザの意思により選択することが可能である。このため、本実施形態の調光装置１Ａでは、ユーザの意思を尊重して照明負荷６を調光することができる。

１，１Ａ 調光装置
１１，１２ 入力端子
２ 双方向スイッチ
３ 位相検出部
４ 入力部
５ 制御部
６ 照明負荷
６２ 点灯回路
７ 交流電源
９ 切替部
ＣＰ１ 起動期間
ＣＰ２ 調光期間
Ｖａｃ 交流電圧
ＳＴ１ 起動用時間
ＶＴ１ 可変時間

Claims (5)

1. 照明負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、
   前記一対の入力端子間において、双方向の電流の遮断・通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、
   前記交流電源の交流電圧の位相を検出する位相検出部と、
   前記照明負荷の光出力の大きさを指定する調光レベルが入力される入力部と、
   前記位相検出部からの検出信号に基づいて、前記交流電圧の半周期のうちの可変時間の間、前記一対の入力端子間において双方向の電流を通過させるように前記双方向スイッチを制御する調光制御を実行する制御部とを備え、
   前記調光制御では、前記可変時間の長さが前記調光レベルに応じて決まり、
   前記制御部は、前記制御部の起動時から一定時間の間、前記可変時間を起動用時間に設定する起動制御を実行した後に、前記調光制御を実行し、
   前記起動用時間は、前記調光制御での前記可変時間よりも長いことを特徴とする調光装置。
2. 前記制御部は、前記起動制御において、前記起動用時間が前記可変時間の可変範囲における最大値となるように制御することを特徴とする請求項１記載の調光装置。
3. 前記制御部は、前記起動制御を実行する起動期間と前記調光制御を実行する調光期間との間において、時間経過に伴って徐々に短くなるように前記可変時間を変化させるフェード制御を実行することを特徴とする請求項１または２記載の調光装置。
4. 前記制御部は、前記起動制御および前記調光制御を実行する第１モードと、前記制御部の起動時から前記調光制御を実行する第２モードとを有し、
   外部からの操作により、前記制御部を前記第１モードおよび前記第２モードのいずれか一方に切り替える切替部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の調光装置。
5. 前記制御部は、前記位相検出部からの検出信号に基づいて、前記交流電圧の半周期の始点から前記可変時間が経過した時点において、前記双方向スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わるように前記双方向スイッチを制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の調光装置。

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