JP2017228486A - 照明装置、制御装置、プログラムおよび制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な機器から高周波電圧を受け取って効率良く発光する。【解決手段】発光ダイオードアレイと、高周波電圧を整流および平滑化した平滑電圧を出力する整流平滑化部と、パルス信号に応じて平滑電圧をスイッチングすることにより直流電圧変換をして所定電圧を発生し、所定電圧を発光ダイオードアレイに印加する電圧変換部と、通常動作時において、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部に与える信号発生部と、キャリブレーション時において、パルス信号のデューティ比を、発光ダイオードアレイに流れるダイオード電流を減少させる方向に段階的に変更するデューティ変更部と、ダイオード電流が目標電流値以下となった段階におけるパルス信号のデューティ比に基づき、基準値として設定する設定部と、目標電流値をパルス信号のデューティ比に応じて変更する目標変更部と、を備える照明装置を提供する。【選択図】図５

Description

本発明は、照明装置、制御装置、プログラムおよび制御方法に関する。

蛍光灯を点灯させるためのインバータ式安定器（電子式安定器）に接続することが可能なＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明装置が知られている。このようなＬＥＤ照明装置は、効率良く発光させるために様々な回路が用いられている。

特許文献１に記載された技術は、ＬＥＤにインダクタを接続することによりＬＥＤに無効電力を発生させる。特許文献２に記載された技術は、ＬＥＤをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する場合と、ＬＥＤをＰＷＭ制御しない場合とで切り替え、さらに、ＰＷＭ制御をしない場合にはＬＥＤに可変インダクタを接続する。

しかしながら、インバータ式安定器は、メーカがそれぞれ独自の方式を適用している。このため、従来のＬＥＤ照明装置は、あるメーカが製造するインバータ式安定器に接続した場合には効率良く発光しても、他のメーカが製造するインバータ式安定器に接続しても効率良く発光しない場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、様々な機器から高周波電圧を受け取って効率良く発光することができる照明装置、制御装置、プログラムおよび制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、所定電圧が印加されることにより発光する発光ダイオードアレイと、高周波電圧を整流および平滑化した平滑電圧を出力する整流平滑化部と、パルス信号に応じて前記平滑電圧をスイッチングすることにより直流電圧変換をして前記所定電圧を発生し、前記所定電圧を前記発光ダイオードアレイに印加する電圧変換部と、通常動作時において、デューティ比が基準値の前記パルス信号を前記電圧変換部に与える信号発生部と、キャリブレーション時において、前記パルス信号のデューティ比を、前記発光ダイオードアレイに流れるダイオード電流を減少させる方向に段階的に変更するデューティ変更部と、前記ダイオード電流が目標電流値以下となった段階における前記パルス信号のデューティ比に基づき、前記基準値として設定する設定部と、前記目標電流値を前記パルス信号のデューティ比に応じて変更する目標変更部と、を備える。

本発明によれば、様々な機器から高周波電圧を受け取って効率良く発光することができる。

図１は、第１実施形態に係る照明システムの斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る照明装置および灯具の構成を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る駆動回路の構成を、発光ダイオードアレイとともに示す図である。 図４は、第１実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図６は、第１実施形態に係る制御装置における電源が投入された場合の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、第１実施形態に係る制御装置におけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。 図８は、第１実施形態に係る制御装置におけるダイオード電流の低減処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、第１実施形態に係る制御装置における基準値の検出処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、第２実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１１は、第２実施形態に係る制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、第３実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１３は、第３実施形態に係る制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１４は、第４実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１５は、第４実施形態に係る制御装置におけるリップル処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、複数の実施形態を説明するが、実施形態間で略同一の機能を有する構成については同一の符号を付け、相違点を除き説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る照明システム１０の斜視図である。照明システム１０は、灯具１１と、照明装置２０とを備える。

灯具１１には、照明装置２０が着脱される。照明装置２０は、灯具１１に取り付けられた状態で使用される。

灯具１１は、天井等に取り付けられ、商用交流電圧の供給を受ける。商用交流電圧は、電力会社等から家庭等に供給される電力であり、例えば、実効電圧が１００Ｖまたは２００Ｖ、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。商用交流電圧は、他の電圧および周波数の交流信号であってもよい。

照明装置２０は、例えば、長尺状である。照明装置２０は、リング状であってもよい。このような照明システム１０は、灯具１１に照明装置２０が取り付けられている状態で、スイッチがオンとされると、商用交流電圧を駆動源として照明装置２０が発光する。

図２は、第１実施形態に係る灯具１１および照明装置２０の構成を示す図である。灯具１１は、インバータ式安定器１２を有する。インバータ式安定器１２は、電子式安定器とも呼ばれる。インバータ式安定器１２は、商用交流電圧を、商用交流電圧の周波数よりも高い高周波電圧に変換する。例えば、インバータ式安定器１２は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用交流電圧を、数１０ｋＨｚの高周波電圧に変換する。なお、インバータ式安定器１２は、どのような方式で電圧変換をしてもよい。

照明装置２０は、発光ダイオードアレイ３０と、駆動回路３２とを有する。発光ダイオードアレイ３０は、例えば、複数の発光ダイオードが直列に接続されている。発光ダイオードアレイ３０は、直列に接続された発光ダイオードの組を複数個並列に含んでいてもよい。

このような発光ダイオードアレイ３０は、直流の所定電圧が印加されることにより発光する。発光ダイオードアレイ３０に印加される所定電圧は、発光ダイオードの順方向電圧の合計値であり、一定となる。照明装置２０は、発光ダイオードアレイ３０に流れる電流の大きさ（ダイオード電流Ｉｄ）により発光量が変化する。

駆動回路３２は、インバータ式安定器１２から高周波電圧を受け取り、直流電圧に変換する。駆動回路３２は、変換した直流電圧を発光ダイオードアレイ３０に印加する。駆動回路３２は、通常動作時において、キャリブレーションにおいて設定されたパラメータで動作することにより、発光ダイオードアレイ３０に適切なダイオード電流Ｉｄを流すことができる。

駆動回路３２は、例えば照明装置２０が灯具１１に取り付けられて最初に電源が投入された場合、または、照明装置２０が灯具１１に取り付けられてから所定期間毎に、キャリブレーションを実行する。キャリブレーションにおいて、駆動回路３２は、より省電力であり、且つ、適切な明るさで発光するダイオード電流Ｉｄが発光ダイオードアレイ３０に流れるように、パラメータの設定処理を行う。

このような照明装置２０によれば、インバータ式安定器１２から出力された高周波電圧を受け取って発光することができる。さらに、このような照明装置２０によれば、適切な明るさの範囲で発光するとともに、省電力化を図ることができる。

図３は、第１実施形態に係る駆動回路３２の構成を、発光ダイオードアレイ３０とともに示す図である。駆動回路３２は、整流平滑化部４１と、電圧変換部４２と、不揮発記憶部４３と、制御装置４４と、第１分圧抵抗４６と、第２分圧抵抗４７と、電流検出抵抗４８と、内部電源４９とを備える。

整流平滑化部４１は、インバータ式安定器１２から高周波電圧を受け取る。整流平滑化部４１は、高周波電圧を整流および平滑化した平滑電圧Ｖ_Ａを出力する。

例えば、整流平滑化部４１は、ダイオードにより構成された全波整流回路５６と、第１キャパシタ５７とを含む。全波整流回路５６は、高周波電圧を全波整流する。第１キャパシタ５７は、グランドと、整流平滑化部４１の出力端５８との間に設けられる。第１キャパシタ５７は、全波整流された高周波電圧を平滑化する。このような整流平滑化部４１は、出力端５８に平滑電圧Ｖ_Ａを出力する。

電圧変換部４２は、制御装置４４から与えられるパルス信号に応じて平滑電圧Ｖ_Ａをスイッチングおよび平滑化することにより、平滑電圧Ｖ_Ａを直流電圧変換して所定電圧を発生する。そして、電圧変換部４２は、発生した所定電圧を発光ダイオードアレイ３０に印加する。すなわち、電圧変換部４２は、ＤＣ−ＤＣコンバータである。パルス信号は、ＰＷＭ制御がされた２値の信号である。

例えば、電圧変換部４２は、インダクタを用いた昇圧型のコンバータである。例えば、電圧変換部４２は、インダクタ６１と、スイッチング素子６２と、ダイオード６３と、第２キャパシタ６４とを含む。

インダクタ６１は、一端６１ａに、整流平滑化部４１の出力端５８が接続される。すなわち、インダクタ６１は、一端６１ａに、平滑電圧Ｖ_Ａが印加される。インダクタ６１は、他端６１ｂに、ダイオード６３のアノードが接続される。

スイッチング素子６２は、パルス信号に応じて、インダクタ６１の他端６１ｂ（すなわち、ダイオード６３のアノード）とグランドとの間をオン（接続）またはオフ（切断）する。スイッチング素子６２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により構成されても、バイポーラトランジスタにより構成されてもよい。

ダイオード６３は、カソードが、電圧変換部４２の出力端６５に接続される。第２キャパシタ６４は、グランドと、電圧変換部４２の出力端６５との間に設けられる。ダイオード６３は、インダクタ６１の他端６１ｂから第１キャパシタ５７（または出力端６５）へと電流を流すが、逆方向への電流は流さない。第２キャパシタ６４は、ダイオード６３の順方向に流れた電流を蓄積して、出力端６５の電圧を維持する。

スイッチング素子６２がオンした場合（パルス信号がオン）、インダクタ６１は、整流平滑化部４１から流れ込む電流によりエネルギを蓄える。そして、スイッチング素子６２がオフした場合（パルス信号がオフ）、インダクタ６１は、蓄えたエネルギをダイオード６３を介して出力端６５から外部（および第２キャパシタ６４）に放出する。従って、このような電圧変換部４２は、第２キャパシタ６４にエネルギを上積みして、電圧を昇圧することができる。

そして、電圧変換部４２は、出力端６５から発生した直流電圧を発光ダイオードアレイ３０に印加する。例えば、発光ダイオードアレイ３０は、電圧変換部４２の出力端６５と、グランドとの間に配置される。これにより、発光ダイオードアレイ３０は、電圧変換部４２から出力された所定電圧が印加される。

不揮発記憶部４３は、電力供給が無くなっても記憶している情報を保持し続けるメモリである。例えば、不揮発記憶部４３は、フラッシュメモリである。不揮発記憶部４３は、制御装置４４により情報の書き込みおよび読み出しがされる。不揮発記憶部４３は、通常動作時におけるパルス信号のデューティ比（基準値）を記憶する。

制御装置４４は、通常動作時において、基準値を不揮発記憶部４３から読み出して、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部４２に与える。また、制御装置４４は、キャリブレーション時において、デューティ比を変化させたパルス信号を電圧変換部４２に与えて、省電力化を図りつつ、適切な明るさの範囲で発光ダイオードアレイ３０が発光するパルス信号のデューティ比を検出する。そして、制御装置４４は、検出したデューティ比を基準値として不揮発記憶部４３に書き込む。

第１分圧抵抗４６および第２分圧抵抗４７は、整流平滑化部４１の出力端５８とグランドとの間に直列に接続される。制御装置４４は、第１分圧抵抗４６と第２分圧抵抗４７との間の第１接続点Ａの電圧を測定する。制御装置４４は、第１接続点Ａの電圧と、第１分圧抵抗４６と第２分圧抵抗４７との分圧比に基づき、平滑電圧Ｖ_Ａを算出する。

電流検出抵抗４８は、発光ダイオードアレイ３０の電流流出端とグランドとの間に挿入される。制御装置４４は、発光ダイオードアレイ３０と電流検出抵抗４８との間の第２接続点Ｂの電圧を測定する。制御装置４４は、第２接続点Ｂの電圧と、電流検出抵抗４８の抵抗値とに基づき、ダイオード電流Ｉｄを算出する。

内部電源４９は、平滑電圧Ｖ_Ａに基づき、安定化した直流電圧を発生する。内部電源４９は、発生した直流電圧を不揮発記憶部４３および制御装置４４に印加する。不揮発記憶部４３および制御装置４４は、内部電源４９から与えられた直流電圧を駆動源として動作する。

本実施形態において、内部電源４９は、シリーズレギュレータである。従って、内部電源４９は、ノイズの少ない安定した直流電圧を発生することができる。しかし、内部電源４９は、平滑電圧Ｖ_Ａと出力電圧との差が大きくなると損失が大きくなる。

例えば、内部電源４９は、バイポーラトランジスタ６６と、定電圧ダイオード６７と、抵抗６８とを含む。バイポーラトランジスタ６６は、コレクタに整流平滑化部４１の出力端５８が接続され、エミッタに、内部電源４９の出力端６９が接続され、ベースに定電圧ダイオード６７のカソードが接続される。定電圧ダイオード６７は、アノードがグランドに接続される。抵抗６８は、バイポーラトランジスタ６６のベースとコレクタとの間に接続される。このような構成の内部電源４９は、出力端６９に、定電圧ダイオード６７の逆方向電圧と、バイポーラトランジスタ６６のエミッタ電圧を加算した電圧を発生することができる。

ここで、発光ダイオードアレイ３０は、順方向に直列に接続された複数の発光ダイオードを含む。従って、発光ダイオードアレイ３０は、電流を流している場合、固定の直流電圧を発生する。このため、発光ダイオードアレイ３０に電圧を供給している電圧変換部４２は、固定の直流電圧（所定電圧Ｖ_Ｂ）を出力するように動作する。

また、電圧変換部４２は、出力電圧が固定されているので、パルス信号のデューティ比が変更された場合、出力電流を変化させる。例えば、パルス信号のオフデューティ（パルス信号の１周期に対する、スイッチング素子６２をオフ（切断）する期間の割合）を大きくした場合、電圧変換部４２は、出力電流を大きくするように動作する。反対に、パルス信号のオフデューティを小さくした場合、電圧変換部４２は、出力電流を小さくするように動作する。

従って、発光ダイオードアレイ３０に流れるダイオード電流Ｉｄを大きくする場合（明るくする場合）には、制御装置４４は、パルス信号のオフデューティを大きくすればよい。反対に、発光ダイオードアレイ３０に流れるダイオード電流Ｉｄを小さくする場合（暗くする）には、制御装置４４は、パルス信号のオフデューティを小さくすればよい。

なお、パルス信号のオフデューティが大きくなった場合（つまり、ダイオード電流Ｉｄが大きくなった場合）、駆動回路３２は、インバータ式安定器１２から見たインピーダンスは大きくなる。反対に、パルス信号のオフデューティが小さくなった場合（つまり、ダイオード電流Ｉｄが小さくなった場合）、駆動回路３２は、インバータ式安定器１２から見たインピーダンスは小さくなる。

図４は、第１実施形態に係る制御装置４４のハードウェア構成を示す図である。本実施形態に係る制御装置４４は、ＡＤ変換機能を備えた通常のプロセッシング回路と同様の構成をしている。すなわち、制御装置４４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３と、ＡＤ変換器７４と、インターフェイス部７５とを備える。そして、これらの各部は、バスにより接続される。

ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２に記憶されたプログラムをＲＡＭ７３に展開して実行し、プログラムに従って処理（各部の制御およびデータの加工等）をするプロセッサである。ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３の所定領域を作業領域として、ＲＯＭ７２に記憶されたプログラムとの協働により各種処理を実行する。

ＲＯＭ７２は、プログラムおよび各種情報を書き換え不可能に記憶するメモリである。ＲＡＭ７３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のメモリである。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１による処理対象のデータ等を記憶し、ＣＰＵ７１の作業領域として機能する。

ＡＤ変換器７４は、プログラムを実行するＣＰＵ７１による制御に応じて電圧をデジタル値に変換する。本実施形態においては、ＡＤ変換器７４は、ＣＰＵ７１による制御に応じて、図３に示す第１接続点Ａおよび第２接続点Ｂの電圧をデジタル値に変換する。

インターフェイス部７５は、プログラムを実行するＣＰＵ７１による制御に応じて、外部の装置から信号を受け取ったり、外部の装置へと信号を与えたりする。本実施形態において、インターフェイス部７５は、ＣＰＵ７１による制御に応じて、パルス信号を電圧変換部４２に供給する。また、インターフェイス部７５は、ＣＰＵ７１による制御に応じて、不揮発記憶部４３にアクセスして情報を書き込んだり、情報を読み出したりする。このような本実施形態の制御装置４４で実行されるプログラムは、ＲＯＭ７２に予め組み込んで提供される。

図５は、第１実施形態に係る制御装置４４の機能構成を示すブロック図である。制御装置４４は、実行判定部８０と、取得部８２と、信号発生部８４と、電流検出部８６と、電圧検出部８８と、デューティ変更部９０と、電流判定部９２と、目標変更部９４と、設定部９６と、電圧判定部９８とを備える。

なお、制御装置４４は、ＲＯＭ７２に組み込まれたプログラムを実行することにより、図５に示すような機能を実現する。すなわち、制御装置４４は、ＲＯＭ７２に組み込まれたプログラムを実行することにより、実行判定部８０、取得部８２、信号発生部８４、電流検出部８６、電圧検出部８８、デューティ変更部９０、電流判定部９２、目標変更部９４、設定部９６および電圧判定部９８として機能する。このプログラムは、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供されてもよいし、記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。

実行判定部８０は、電源が投入された場合に、通常動作をするか、キャリブレーションをするかを判定する。例えば、実行判定部８０は、不揮発記憶部４３に基準値が記憶されている場合には通常動作と判定し、基準値が記憶されていない場合にはキャリブレーションをすると判定する。また、実行判定部８０は、照明装置２０が灯具１１に取り付けられてから最初の電源投入である場合には、キャリブレーションをすると判定してもよい。また、実行判定部８０は、照明装置２０が灯具１１に取り付けられた後、所定期間毎にキャリブレーションをすると判定してもよい。

取得部８２は、実行判定部８０が通常動作をすると判定した場合、不揮発記憶部４３から基準値を読み出す。取得部８２は、読み出した基準値を信号発生部８４に与える。

信号発生部８４は、通常動作時において、基準値を受け取る。信号発生部８４は、通常動作時において、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部４２に与える。また、信号発生部８４は、キャリブレーション時において、デューティ比をデューティ変更部９０から受け取る。信号発生部８４は、キャリブレーション時において、受け取ったデューティ比のパルス信号を電圧変換部４２に与える。そして、信号発生部８４は、キャリブレーションが終了した場合、電源がオフされるまで、最後に受け取ったデューティ比のパルス信号を出力し続ける。

電流検出部８６は、発光ダイオードアレイ３０に流れる電流量（ダイオード電流Ｉｄ）を検出する。本実施形態においては、電流検出部８６は、発光ダイオードアレイ３０と電流検出抵抗４８との間の第２接続点Ｂの電圧に基づき、ダイオード電流Ｉｄを算出する。

電圧検出部８８は、整流平滑化部４１から出力される平滑電圧Ｖ_Ａを検出する。本実施形態においては、電圧検出部８８は、第１分圧抵抗４６と第２分圧抵抗４７との間の第１接続点Ａの電圧に基づき、平滑電圧Ｖ_Ａを算出する。

デューティ変更部９０は、キャリブレーション時において、信号発生部８４にデューティ比を与える。デューティ変更部９０は、キャリブレーション時において、パルス信号のデューティ比を、初期値から、発光ダイオードアレイ３０に流れるダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に段階的に変更する。電圧変換部４２が昇圧型のコンバータである場合、デューティ変更部９０は、オフデューティを初期値から段階的に小さくする。これにより、デューティ変更部９０は、発光ダイオードアレイ３０に目標電流値の電流を流すことができるデューティ比を検出させることができる。

なお、デューティ変更部９０は、パルス信号のデューティ比をダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に段階的に変更する場合、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値に近づく程、デューティ比の変更間隔を小さくする。例えば、目標電流値が１００ｍＡであるとする。この場合、デューティ変更部９０は、ダイオード電流Ｉｄが第１切替値（例えば２００ｍＡ）より大きい場合、第１間隔（例えば５％）毎、デューティ比を変更する。また、デューティ変更部９０は、ダイオード電流Ｉｄが第１切替値以下且つ第２切替値（例えば１５０ｍＡ）より大きい場合、第１間隔より短い第２間隔（例えば２％）毎、デューティ比を変更する。また、デューティ変更部９０は、ダイオード電流Ｉｄが第２切替値以下である場合、第２間隔より短い第３間隔（例えば１％）毎、デューティ比を変更する。

これにより、デューティ変更部９０は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値よりも遠い場合、より早くダイオード電流Ｉｄを目標電流値に近づけることができる。さらに、デューティ変更部９０は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値に近い場合には、発光ダイオードアレイ３０に流れる電流を正確に目標電流値に近づけることができる。

電流判定部９２は、電流検出部８６により検出されたダイオード電流Ｉｄおよび目標変更部９４から目標電流値を受け取る。電流判定部９２は、パルス信号のデューティ比をダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に変更している期間中に、ダイオード電流Ｉｄが目標電流以下となったかを判定する。電流判定部９２は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流以下となった段階において、設定部９６に通知を与える。

目標変更部９４は、電流判定部９２に対して目標電流値を与える。目標変更部９４は、目標電流値を、パルス信号のデューティ比に応じて変更する。

例えば、目標変更部９４は、パルス信号のデューティ比が第１閾値に達した場合に、目標電流値を大きくする。より具体的には、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向にパルス信号のデューティ比を変更している場合、目標変更部９４は、デューティ比が初期値から第１閾値までの間において、目標電流値を第１電流値に設定する。また、目標変更部９４は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向にパルス信号のデューティ比を変更している場合、デューティ比が第１閾値に達した後において、目標電流値を、第１電流値よりも大きい第２電流値に設定する。

例えば、電圧変換部４２が昇圧型のコンバータである場合、目標変更部９４は、オフデューティが初期値（例えば、９０％）から第１閾値（例えば、３０％）までの間において、目標電流値を、第１電流値（例えば１００ｍＡ）に設定する。また、目標変更部９４は、オフデューティが第１閾値（３０％）以下となった場合に、目標電流値を、第１電流値（１００ｍＡ）から第２電流値（１２０ｍＡ）に変更する。

電圧変換部４２は、発光ダイオードアレイ３０に流すダイオード電流Ｉｄを小さくすると、インバータ式安定器１２から見たインピーダンスが小さくなる。電圧変換部４２は、昇圧型のコンバータである場合、パルス信号のオフデューティが小さくなると、インバータ式安定器１２から見たインピーダンスが小さくなる。

インバータ式安定器１２は、負荷のインピーダンスが所定値より小さくなった場合に、高周波電圧の出力を停止する機能（出力停止機能）を有する場合がある。このようなインバータ式安定器１２から高周波電圧を受け取っている場合、照明装置２０は、電圧変換部４２のインピーダンスを所定値以上に保たなければならない。そこで、目標変更部９４は、目標電流値をパルス信号のデューティ比に応じて変更することにより、電圧変換部４２のインピーダンスを所定値以上に保つ。これにより、目標変更部９４は、出力停止機能を有するインバータ式安定器１２に接続された場合であっても、高周波電圧の出力を停止させないように、電圧変換部４２を動作させることができる。

設定部９６は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に段階的に変更している場合において、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値以下となったことを示す通知を電流判定部９２から受け取る。電流判定部９２から通知を受け取った場合、設定部９６は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値以下となった段階におけるパルス信号のデューティ比に基づき、基準値として設定する。

例えば、設定部９６は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値以下となった段階におけるパルス信号のデューティ比を、基準値として不揮発記憶部４３に書き込む。これにより、設定部９６は、発光ダイオードアレイ３０に目標電流値を流すデューティ比を、通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定することができる。

なお、設定部９６は、基準値を設定した場合、設定した基準値を信号発生部８４に与える。信号発生部８４は、設定部９６から基準値を受け取ると、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部４２に与える。これにより、信号発生部８４は、キャリブレーションの終了後に、通常動作と同様の電流量を流して発光ダイオードアレイ３０を発光させることができる。

また、デューティ変更部９０は、デューティ比が第２閾値に達した場合、デューティ比の変更方向を切り替える。すなわち、デューティ変更部９０は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向にデューティ比を変更しても、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値以下とならずに、デューティ比が第２閾値に達した場合、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向にパルス信号のデューティ比を段階的に変更する。第２閾値は、第１閾値よりも、ダイオード電流Ｉｄを減少させるデューティ比である。

電圧変換部４２が昇圧型のコンバータである場合、第２閾値は、第１閾値より小さい割合である。従って、デューティ変更部９０は、オフデューティを小さくしていっても、ダイオード電流Ｉｄが第２電流値（１２０ｍＡ）以下とならずに、デューティ比が第２閾値（２０％）より小さくなった場合、デューティ比の変更方向を切り替えて、パルス信号のオフデューティを大きくする方向に段階的に変更する。例えば、デューティ変更部９０は、第３間隔（例えば１％）毎、デューティ比を増加する。これにより、デューティ変更部９０は、発光ダイオードアレイ３０に流れる電流を目標電流値まで下げることができない場合には、平滑電圧Ｖ_Ａが目標電圧値となるように、電圧変換部４２を動作させることができる。

電圧判定部９８は、電圧検出部８８により検出された平滑電圧Ｖ_Ａおよび予め設定された第１目標電圧値を受け取る。電圧判定部９８は、パルス信号のデューティ比をダイオード電流Ｉｄを増加させる方向に変更している期間中に、平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値以上となったかを判定する。電圧判定部９８は、平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値以上となった段階において、設定部９６に通知を与える。

設定部９６は、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向に段階的に変更している場合において、平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値以上となったことを示す通知を電圧判定部９８から受け取る。電圧判定部９８から通知を受け取った場合、設定部９６は、平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値以上となった段階におけるパルス信号のデューティ比に基づき、基準値として設定する。

例えば、設定部９６は、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向に段階的に変更している場合において、平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値（例えば１００Ｖ）以上となった段階におけるパルス信号のデューティ比を、基準値として不揮発記憶部４３に書き込む。これにより、設定部９６は、平滑電圧Ｖ_Ａが目標電圧値となるようなデューティ比を、通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定することができる。

図６は、第１実施形態に係る制御装置４４における電源が投入された場合の処理手順を示すフローチャートである。制御装置４４は、照明装置２０が灯具１１に取り付けられた状態で電源が投入された場合、図６に示す処理を実行する。

まず、Ｓ１１１において、制御装置４４は、初期処理を実行する。続いて、Ｓ１１２において、制御装置４４は、通常動作をするか、キャリブレーションをするかを判定する。例えば、制御装置４４は、不揮発記憶部４３に基準値が記憶されている場合には通常動作と判定し、基準値が記憶されていない場合にはキャリブレーションをすると判定する。制御装置４４は、他の方法で判定してもよい。

通常動作を実行する場合（Ｓ１１２のＮｏ）、Ｓ１１３において、制御装置４４は、不揮発記憶部４３から基準値を読み出す。続いて、Ｓ１１４において、制御装置４４は、デューティ比が基準値のパルス信号の発生を開始して、電圧変換部４２に与える。これにより、制御装置４４は、発光ダイオードアレイ３０に適切な量の電流を流すように、電圧変換部４２を動作させることができる。制御装置４４は、電源がオフされるまで、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部４２に与え続ける。

キャリブレーションを実行する場合（Ｓ１１２のＹｅｓ）、Ｓ１１６において、制御装置４４は、キャリブレーションを実行する。制御装置４４は、キャリブレーションにおいて、発光ダイオードアレイ３０に適切な量の電流を流すようなパルス信号のデューティ比を検出し、検出したデューティ比を基準値として不揮発記憶部４３に書き込む。制御装置４４は、キャリブレーションが終了した後には、電源がオフされるまで、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部４２に与え続ける。

図７は、第１実施形態に係る制御装置４４におけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。制御装置４４は、図６に示したＳ１１６において、図７に示す処理を実行する。

まず、Ｓ１２１において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比を初期値に設定する。初期値は、デューティ比として設定可能な範囲の値であって、ダイオード電流Ｉｄが最大となるデューティ比である。例えば、初期値は、９０％のオフデューティである。

続いて、Ｓ１２２において、制御装置４４は、設定されたデューティ比のパルス信号の発生を開始する。以後、制御装置４４は、インバータ式安定器１２からの高周波電圧の出力が停止するまで、デューティ比を変更しながらパルス信号の発生を継続する。

続いて、Ｓ１２３において、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄの低減処理を実行する。より具体的には、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを目標電流量に近づけるように、パルス信号のデューティ比を変更させる処理を実行する。Ｓ１２３の処理については、図８を参照してさらに説明する。

続いて、Ｓ１２４において、制御装置４４は、基準値の検出処理を実行する。より具体的には、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値以下となるデューティ比、または、平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値以上となるデューティ比を検出する処理を実行する。Ｓ１２４の処理については、図９を参照してさらに説明する。

続いて、Ｓ１２５において、制御装置４４は、Ｓ１２４において検出されたデューティ比を基準値として設定する。より具体的には、制御装置４４は、基準値を不揮発記憶部４３に書き込む。

制御装置４４は、Ｓ１２５を終了するとキャリブレーションを終了する。ただし、制御装置４４は、キャリブレーションを終了しても、デューティ比が基準値のパルス信号を出力し続ける。

図８は、第１実施形態に係る制御装置４４におけるダイオード電流Ｉｄの低減処理の手順を示すフローチャートである。制御装置４４は、図７に示したＳ１２３において、図８に示す処理を実行する。

まず、Ｓ１３１において、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを検出する。続いて、Ｓ１３２において、Ｓ１３１で検出したダイオード電流Ｉｄが第１切替値（例えば２００ｍＡ）以下であるか否かを判断する。

ダイオード電流Ｉｄが第１切替値（例えば２００ｍＡ）より大きい場合（Ｓ１３２のＮｏ）、Ｓ１３３において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比を、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に第１間隔分、変更する。本実施形態においては、制御装置４４は、オフデューティを５％減少させる。Ｓ１３３の処理を終えると、制御装置４４は、処理をＳ１３１に戻す。制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが第１切替値（２００ｍＡ）以下となるまで、Ｓ１３１〜Ｓ１３３の処理を繰り返す。

ダイオード電流Ｉｄが第１切替値（例えば２００ｍＡ）以下の場合（Ｓ１３２のＹｅｓ）、制御装置４４は、処理をＳ１３４に進める。Ｓ１３４において、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを検出する。続いて、Ｓ１３５において、Ｓ１３４で検出したダイオード電流Ｉｄが第２切替値（例えば１５０ｍＡ）以下であるか否かを判断する。なお、第２切替値は、目標電流値（第１電流値）よりも大きく、第１切替値よりも小さい。

ダイオード電流Ｉｄが第２切替値（例えば１５０ｍＡ）より大きい場合（Ｓ１３５のＮｏ）、Ｓ１３６において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比を、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に第２間隔分、変更する。第２間隔は、第１間隔よりも小さい。本実施形態においては、制御装置４４は、オフデューティを２％減少させる。

Ｓ１３６の処理を終えると、制御装置４４は、処理をＳ１３４に戻す。制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが第２切替値（１５０ｍＡ）以下となるまで、Ｓ１３４〜Ｓ１３６の処理を繰り返す。そして、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが第２切替値（１５０ｍＡ）以下となった場合（Ｓ１３５のＹｅｓ）、本フローを抜けて、処理を図７のフローに戻す。

このような処理を実行することにより、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に段階的に変更する場合において、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値に近づく程、デューティ比の変更間隔を小さくすることができる。これにより、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値よりも遠い場合、より早くダイオード電流Ｉｄを目標電流値に近づけることができる。

図９は、第１実施形態に係る制御装置４４における基準値の検出処理の手順を示すフローチャートである。制御装置４４は、図７に示したＳ１２４において、図９に示す処理を実行する。

まず、Ｓ１４１において、制御装置４４は、目標電流値に第１電流値を設定する。例えば、制御装置４４は、目標電流値に１００ｍＡを設定する。

続いて、Ｓ１４２において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比が第１閾値に達したか否かを判断する。例えば、制御装置４４は、オフデューティが３０％以下となったか否かを判断する。

パルス信号のデューティ比が第１閾値に達していない場合（Ｓ１４２のＮｏ）、すなわち、パルス信号のデューティ比が初期値から第１閾値との間の場合、Ｓ１４３において、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを検出する。続いて、Ｓ１４４において、制御装置４４は、Ｓ１４３で検出したダイオード電流Ｉｄが第１電流値（例えば１００ｍＡ）以下であるか否かを判断する。ダイオード電流Ｉｄが第１電流値（例えば１００ｍＡ）以下である場合（Ｓ１４４のＹｅｓ）、制御装置４４は、本フローを抜けて、処理を図７のフローに戻す。

ダイオード電流Ｉｄが第１電流値（例えば１００ｍＡ）以下ではない場合（Ｓ１４４のＮｏ）、Ｓ１４５において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比を、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に第３間隔分、変更する。第３間隔は、第２間隔よりも小さい。例えば、制御装置４４は、オフデューティを１％減少させる。これにより、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値に近づいた場合には、デューティ比を微細に変更することができる。

Ｓ１４５の処理を終えると、制御装置４４は、処理をＳ１４２に戻す。制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが第１電流値（例えば１００ｍＡ）以下となるか、または、デューティ比が第１閾値に達する（例えば、オフデューティが３０％以下となる）まで、Ｓ１４２〜Ｓ１４５の処理を繰り返す。

パルス信号のデューティ比が第１閾値に達した場合（Ｓ１４２のＹｅｓ）、例えば、オフデューティが３０％以下となった場合、制御装置４４は、処理をＳ１４６に進める。

Ｓ１４６において、制御装置４４は、第２電流値を設定する。例えば、制御装置４４は、目標電流値に１２０ｍＡを設定する。これにより、制御装置４４は、デューティ比が初期値から第１閾値までの間において、目標電流値を、第１電流値に設定することができる。そして、制御装置４４は、デューティ比が第１閾値に達した後において、目標電流値を、第１電流値よりも大きい第２電流値に設定することができる。

続いて、Ｓ１４７において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比が第２閾値に達したか否かを判断する。例えば、制御装置４４は、オフデューティが２０％以下となったか否かを判断する。

パルス信号のデューティ比が第２閾値に達していない場合（Ｓ１４７のＮｏ）、すなわち、パルス信号のデューティ比が第１閾値から第２閾値との間の場合、Ｓ１４８において、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを検出する。続いて、Ｓ１４９において、制御装置４４は、Ｓ１４８で検出したダイオード電流Ｉｄが第２電流値（例えば１２０ｍＡ）以下であるか否かを判断する。ダイオード電流Ｉｄが第２電流値（例えば１２０ｍＡ）以下である場合（Ｓ１４９のＹｅｓ）、制御装置４４は、本フローを抜けて、処理を図７のフローに戻す。

ダイオード電流Ｉｄが第２電流値（例えば１２０ｍＡ）以下ではない場合（Ｓ１４９のＮｏ）、Ｓ１５０において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比を、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向に第３間隔分、変更する。

Ｓ１５０の処理を終えると、制御装置４４は、処理をＳ１４７に戻す。制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄが第２電流値（例えば１２０ｍＡ）以下となるか、または、デューティ比が第２閾値に達する（例えばオフデューティが２０％以下となる）まで、Ｓ１４７〜Ｓ１５０の処理を繰り返す。

このように制御装置４４は、発光ダイオードアレイ３０に流れるダイオード電流Ｉｄが目標電流値（第１電流値または第２電流値）以下となるように、パルス信号のデューティ比を変更することができる。これにより、制御装置４４は、発光ダイオードアレイ３０に流れる電流が目標電流値となるデューティ比を、通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定することができる。

一方、パルス信号のデューティ比が第２閾値に達した場合（Ｓ１４７のＹｅｓ）、例えば、オフデューティが２０％以下となった場合、制御装置４４は、処理をＳ１５１に進める。

Ｓ１５１において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比を、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向に第３間隔分、変更する。制御装置４４は、オフデューティを１％増加させる。これにより、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向にデューティ比を変更しても、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値以下とならずに、デューティ比が第２閾値を超えた場合、デューティ比の変更方向を切り替えることができる。

続いて、Ｓ１５２において、制御装置４４は、平滑電圧Ｖ_Ａを検出する。続いて、Ｓ１５３において、制御装置４４は、Ｓ１５２で検出した平滑電圧Ｖ_Ａが、予め設定された第１目標電圧値（例えば１００Ｖ）以上であるか否かを判断する。平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値（例えば１００Ｖ）以上の場合（Ｓ１５３のＹｅｓ）、制御装置４４は、本フローを抜けて、処理を図７のフローに戻す。

平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値（例えば１００Ｖ）以上ではない場合（Ｓ１５３のＮｏ）、制御装置４４は、処理をＳ１５１に戻す。制御装置４４は、平滑電圧Ｖ_Ａが第１目標電圧値（例えば１００Ｖ）以上となるまで、Ｓ１５１〜Ｓ１５３の処理を繰り返す。

これにより、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを目標電流値まで下げることができない場合には、インバータ式安定器１２の出力電圧が目標値となるデューティ比を、通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定させることができる。

以上のように本実施形態に係る照明装置２０は、様々なインバータ式安定器１２から高周波電圧を受け取って効率良く発光することができる。例えば、照明装置２０は、様々なインバータ式安定器１２に接続されても、適切な値のダイオード電流Ｉｄを発光ダイオードアレイ３０に流すことができる。より具体的には、例えば、照明装置２０は、負荷のインピーダンスが低下した場合に高周波電圧の出力を停止するインバータ式安定器１２が接続されても、インバータ式安定器１２から見たインピーダンスを所定値以上とすることができる。また、例えば、照明装置２０は、パルス信号のデューティ比を変更しても目標電流値までダイオード電流Ｉｄを下げることができないインバータ式安定器１２が接続されても、入力電圧を一定値に保つように制御をすることができる。

（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態に係る照明システム１０について説明する。第２実施形態に係る照明システム１０は、第１実施形態に係る照明システム１０と略同一の構成および機能を有するので、略同一の要素には同一の符号を付けて相違点を除き詳細な説明を省略する。なお、第３実施形態以降も同様である。

図１０は、第２実施形態に係る制御装置４４の機能構成を示すブロック図である。第２実施形態に係る制御装置４４は、最終デューティ書込部１２２と、消灯判定部１２４とをさらに備える。

最終デューティ書込部１２２は、パルス信号のデューティ比をダイオード電流Ｉｄを減少させるように段階的に変更している期間（電流減少期間）中に、それぞれの段階において、直前の段階に設定した最終デューティ比を不揮発記憶部４３に書き込む。最終デューティ書込部１２２は、最終デューティ比を不揮発記憶部４３に書き込む場合、最終デューティ比を上書きして書き込んでよい。これにより、最終デューティ書込部１２２は、キャリブレーションにおいて、インバータ式安定器１２から高周波電圧が出力されていたデューティ比のうち、ダイオード電流Ｉｄが最も小さかったデューティ比を不揮発記憶部４３に記憶させておくことができる。

なお、最終デューティ書込部１２２は、電流減少期間が終了した場合、不揮発記憶部４３に書き込まれた最終デューティ比を消去してもよい。さらに、最終デューティ書込部１２２は、キャリブレーションが終了した場合に、不揮発記憶部４３に書き込まれた最終デューティ比を消去してもよい。

消灯判定部１２４は、直前のキャリブレーション時において、電流減少期間中に、高周波電圧の入力が停止したか否かを判定する。消灯判定部１２４は、一例として、最終デューティ比が不揮発記憶部４３に記憶されているが、基準値が不揮発記憶部４３に記憶されていない場合、直前のキャリブレーション時において、電流減少期間中に、高周波電圧の入力が停止したと判定してもよい。

設定部９６は、直前のキャリブレーション時において、電流減少期間中に、高周波電圧の入力が停止した場合、不揮発記憶部４３に記憶されている最終デューティ比に基づき基準値を設定する。例えば、設定部９６は、最終デューティ比を、基準値として設定してもよい。これに代えて、設定部９６は、最終デューティ比に対してダイオード電流Ｉｄを増加させる方向の一定のマージンを加えたデューティ比を、基準値として設定してもよい。これにより、設定部９６は、発光ダイオードアレイ３０を確実に発光させることができるデューティ比を基準値として設定することができる。

本実施形態においては、設定部９６は、直前の少なくとも２回のキャリブレーション時において、電流減少期間中に高周波電圧の入力が停止し、且つ、直前の少なくとも２回のキャリブレーションにおける最終デューティ比が近似していることを条件として、最終デューティ比に基づき基準値を設定する。

本実施形態においては、最終デューティ書込部１２２は、直前のキャリブレーション時において書き込まれた最終デューティ比と区別して、最終デューティ比を不揮発記憶部４３に書き込む。例えば、最終デューティ書込部１２２は、直前のキャリブレーションの電流減少期間中に高周波電圧の入力が停止していなかった場合には、今回のキャリブレーションにおける最終デューティ比を１回目として不揮発記憶部４３に書き込む。そして、最終デューティ書込部１２２は、直前のキャリブレーションの電流減少期間中に高周波電圧の入力が停止していた場合には、今回のキャリブレーションにおける最終デューティ比を２回目として、不揮発記憶部４３に書き込む。

また、本実施形態においては、消灯判定部１２４は、直前の２回のキャリブレーション時において、電流減少期間中に高周波電圧の入力が停止したか否かを判定する。さらに、消灯判定部１２４は、直前の２回のキャリブレーションにおける最終デューティ比が近似しているか否かを判断する。例えば、消灯判定部１２４は、１回目の最終デューティ比と２回目の最終デューティ比との差が、予め定められた値以下であるかを判断する。

これにより、設定部９６は、キャリブレーション中にユーザが電源をオフしてしまったことにより、インバータ式安定器１２からの高周波電圧が停止したような場合における最終デューティ比を、基準値として設定しまうことを回避することができる。

図１１は、第２実施形態に係る制御装置４４の処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態において、制御装置４４は、照明装置２０が灯具１１に取り付けられた状態で電源が投入された場合、図１１に示す処理を実行する。

Ｓ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３およびＳ１１４において、制御装置４４は、図６において説明した処理と同一の処理を実行する。一方、キャリブレーションを実行すると判断した場合（Ｓ１１２のＹｅｓ）、制御装置４４は、処理をＳ２１１に進める。

Ｓ２１１において、制御装置４４は、不揮発記憶部４３から最終デューティ比を読み出す。続いて、Ｓ２１２において、制御装置４４は、直前の２回のキャリブレーション時において、電流減少期間中に、高周波電圧の入力が停止したか否かを判断する。制御装置４４は、一例として、２回目の最終デューティ比が不揮発記憶部４３に記憶されているが、基準値が不揮発記憶部４３に記憶されていない場合、直前の２回のキャリブレーション時において、電流減少期間中に高周波電圧の入力が停止したと判断する。

直前の２回のキャリブレーション時において、電流減少期間中に、高周波電圧の入力が停止していない場合（Ｓ２１２のＮｏ）、制御装置４４は、処理をＳ２１３に進める。

Ｓ２１３において、制御装置４４は、図７に示すキャリブレーションを実行する。なお、第２実施形態においては、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向にデューティ比を変更する毎に、直前の段階におけるデューティ比を、最終デューティ比として不揮発記憶部４３に書き込む。例えば、制御装置４４は、図８に示すＳ１３３およびＳ１３６、並びに、図９に示すＳ１４５およびＳ１５０において、最終デューティ比を不揮発記憶部４３に書き込む。

また、この場合、制御装置４４は、１回目のキャリブレーションであるか、２回目のキャリブレーション（直前のキャリブレーション時において、電流減少期間中に高周波電圧の入力が停止した場合）であるかを区別して、最終デューティ比を不揮発記憶部４３に書き込む。

さらに、制御装置４４は、電流減少期間が終了した場合に、不揮発記憶部４３に書き込まれた最終デューティ比を削除する。例えば、制御装置４４は、図９のＳ１４７において、デューティ比が第２閾値に達したと判断した場合（Ｓ１４７のＹｅｓ）、不揮発記憶部４３に書き込まれた最終デューティ比を削除する。また、制御装置４４は、図７の基準値の設定処理の直前において、不揮発記憶部４３に最終デューティ比が書き込まれていた場合には、不揮発記憶部４３に書き込まれた最終デューティ比を削除する。

制御装置４４は、Ｓ２１３のキャリブレーションが終了した後には、電源がオフされるまで、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部４２に与え続ける。

一方、直前の２回のキャリブレーション時において、電流減少期間中に、高周波電圧の入力が停止した場合（Ｓ２１２のＹｅｓ）、制御装置４４は、処理をＳ２１４に進める。

Ｓ２１４において、制御装置４４は、直前の２回のキャリブレーションにおける最終デューティ比が近似しているか否かを判断する。例えば、制御装置４４は、１回目の最終デューティ比と２回目の最終デューティ比との差が、予め定められた値以下であるかを判断する。

直前の２回のキャリブレーションにおける最終デューティ比が近似していない場合（Ｓ２１４のＮｏ）、Ｓ２１５において、制御装置４４は、不揮発記憶部４３に書き込まれている２回目の最終デューティ比を、１回目の最終デューティ比に変更し、処理をＳ２１３に進める。

直前の２回のキャリブレーションにおける最終デューティ比が近似している場合（Ｓ２１４のＹｅｓ）、Ｓ２１６において、制御装置４４は、２回目の最終デューティ比に基づき基準値を設定する。制御装置４４は、２回目の最終デューティ比に、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向のマージンを加えたデューティ比を、基準値として設定する。なお、制御装置４４は、１回目の最終デューティ比に基づき基準値を設定してもよいし、１回目および２回目の両者の最終デューティ比に基づき基準値を設定してもよい。

続いて、Ｓ２１７において、制御装置４４は、デューティ比が基準値のパルス信号の発生を開始して、電圧変換部４２に与える。以後、制御装置４４は、電源がオフされるまで、デューティ比が基準値のパルス信号を電圧変換部４２に与え続ける。

以上のように第２実施形態に係る照明装置２０によれば、負荷のインピーダンスが低い場合に出力を停止するインバータ式安定器１２等に接続された場合であっても、発光ダイオードアレイ３０を確実に発光させることができる。また、照明装置２０によれば、ユーザが電源をオフしてしまったことにより、インバータ式安定器１２からの高周波電圧が停止した場合であっても、キャリブレーションを再度実行することができる。

（第３実施形態）
つぎに、第３実施形態に係る照明システム１０について説明する。

図１２は、第３実施形態に係る制御装置４４の機能構成を示すブロック図である。第３実施形態に係る制御装置４４は、第２電圧判定部１３２をさらに備える。

第２電圧判定部１３２は、電圧検出部８８により検出された平滑電圧Ｖ_Ａおよび予め設定された第２目標電圧値を受け取る。第２目標電圧値は、例えば第１目標電圧値より大きい。第２電圧判定部１３２は、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値より小さいか否かを判定する。第２電圧判定部１３２は、判定結果をデューティ変更部９０に与える。

デューティ変更部９０は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向にデューティ比を変更したことによりダイオード電流Ｉｄが目標電流値以下となった場合であって、且つ、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値より大きい場合、さらに、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向にパルス信号のデューティ比を段階的に変更する。

電圧変換部４２が昇圧型のコンバータである場合、デューティ変更部９０は、オフデューティを小さくしたことによりダイオード電流Ｉｄが第１電流値（１００ｍＡ）または第２電流値（１２０ｍＡ）以下となった場合であって、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値（例えば、１２０Ｖ）より大きい場合、さらに、パルス信号のオフデューティを大きくする方向に段階的に変更する。デューティ変更部９０は、例えば第３間隔（例えば１％）毎、デューティ比を増加させる。これにより、デューティ変更部９０は、平滑電圧Ｖ_Ａを第２目標電圧値より小さくすることができる。

第２電圧判定部１３２は、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向にパルス信号のデューティ比を段階的に変更している期間中に、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値より小さくなったかを判定する。第２電圧判定部１３２は、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値より小さくなった段階において、設定部９６に通知を与える。

設定部９６は、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向に段階的に変更している場合において、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値より小さくなったことを示す通知を第２電圧判定部１３２から受け取る。第２電圧判定部１３２から通知を受け取った場合、設定部９６は、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値より小さくなった段階におけるパルス信号のデューティ比に基づき基準値を設定する。例えば、設定部９６は、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値（例えば１２０Ｖ）より小さくなった段階におけるパルス信号のデューティ比を、基準値として不揮発記憶部４３に書き込む。

設定部９６は、ダイオード電流Ｉｄが目標電流値まで下がったとしても、平滑電圧Ｖ_Ａが高すぎる場合には、平滑電圧Ｖ_Ａを第２目標電圧値より小さくするデューティ比を、通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定することができる。本実施形態においては、内部電源４９は、シリーズレギュレータである。このため、内部電源４９は、出力電圧と入力電圧（平滑電圧Ｖ_Ａ）との差が大きくなると損失が大きくなる。設定部９６は、平滑電圧Ｖ_Ａを第２目標電圧値より小さくすることにより内部電源４９での損失を小さくすることができる。

図１３は、第３実施形態に係る制御装置４４の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る制御装置４４は、図６〜図９に示したフローチャートの処理に加えて、図１３に示すフローチャートの処理を実行する。具体的には、制御装置４４は、図９のＳ１４４のＹｅｓの判断の後、および、図９のＳ１４９のＹｅｓの判断の後に、図１３に示すＳ３１１〜Ｓ３１３の処理を実行する。

Ｓ３１１において、制御装置４４は、平滑電圧Ｖ_Ａを検出する。続いて、Ｓ３１２において、制御装置４４は、Ｓ３１１で検出した平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値（例えば１２０Ｖ）より小さいか否かを判断する。平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値（例えば１２０Ｖ）より小さい場合（Ｓ３１２のＹｅｓ）、制御装置４４は、図９および図１３のフローを抜けて、処理を図７のフローに戻す。

平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値（例えば１２０Ｖ）より小さくない場合（Ｓ３１２のＮｏ）、Ｓ３１３において、制御装置４４は、パルス信号のデューティ比を、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向に所定間隔分、変更する。例えば、制御装置４４は、オフデューティを１％増加させる。これにより、制御装置４４は、平滑電圧Ｖ_Ａを小さくすることができる。

制御装置４４は、Ｓ３１３を終えると、処理をＳ３１１に戻す。そして、制御装置４４は、平滑電圧Ｖ_Ａが第２目標電圧値（例えば１２０Ｖ）より小さくなるまで、Ｓ３１１〜Ｓ３１３の処理を繰り返す。

これにより、制御装置４４は、平滑電圧Ｖ_Ａを第２目標電圧値より小さくするデューティ比を、通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定することができる。以上のように本実施形態に係る照明装置２０は、内部損失を小さくして、効率良く発光することができる。なお、第３実施形態に示した構成は、第２実施形態に組み込むことも可能である。

（第４実施形態）
つぎに、第４実施形態に係る照明システム１０について説明する。

図１４は、第４実施形態に係る制御装置４４の機能構成を示すブロック図である。第４実施形態に係る制御装置４４は、リップル検出部１４２をさらに備える。

リップル検出部１４２は、ダイオード電流Ｉｄを減少させる方向にパルス信号のデューティ比を段階的に変更している期間中に、それぞれの段階において、ダイオード電流Ｉｄに含まれる所定値以上のリップルを検出する。例えば、リップル検出部１４２は、電流検出部８６による電流検出期間中において、ダイオード電流Ｉｄの最大値と最小値を取得する。リップル検出部１４２は、ダイオード電流Ｉｄの最大値と最小値との差が予め定められた値以上の場合、ダイオード電流Ｉｄに所定値以上のリップルが含まれると判断する。リップル検出部１４２は、ダイオード電流Ｉｄに所定値以上のリップルを検出した場合、所定値以上のリップルを検出したことを示す通知を設定部９６に通知する。

設定部９６は、所定値以上のリップルを検出したことを示す通知をリップル検出部１４２から受け取る。リップル検出部１４２から通知を受け取った場合、設定部９６は、リップルが所定値以上とならない段階におけるデューティ比に基づき基準値を設定する。

例えば、設定部９６は、所定値以上のリップルが検出された段階におけるデューティ比に、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向の一定のマージンを加えたデューティ比を、基準値として設定する。電圧変換部４２が昇圧型のコンバータである場合、設定部９６は、現在のオフデューティに所定値を加算した値を、基準値として設定する。これにより、設定部９６は、リップルが所定値以上とならない段階におけるデューティ比を通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定することができる。

図１５は、第４実施形態に係る制御装置４４の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る制御装置４４は、図６〜図９に示したフローチャートの処理に加えて、図１５に示すフローチャートの処理を実行する。具体的には、制御装置４４は、図８のＳ１３１とＳ１３２との間、図８のＳ１３４とＳ１３５との間、図９のＳ１４３とＳ１４４との間、図９のＳ１４８とＳ１４９との間において、図１５に示すＳ４１１〜Ｓ４１３の処理を実行する。

Ｓ４１１において、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄのリップルを検出する。続いて、Ｓ４１２において、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄに所定値以上のリップルが含まれるか否かを判断する。例えば、制御装置４４は、ダイオード電流Ｉｄの測定期間中における最大値と最小値との差が所定値以上であるか否かを判断する。ダイオード電流Ｉｄに所定値以上のリップルが含まれない場合（Ｓ４１２のＮｏ）、制御装置４４は、処理を元のフローに戻す。

ダイオード電流Ｉｄに所定値以上のリップルが含まれる場合（Ｓ４１２のＹｅｓ）、Ｓ４１３において、制御装置４４は、所定値以上のリップルが含まれる現在のデューティ比を、ダイオード電流Ｉｄを増加させる方向に変更する。例えば、制御装置４４は、現在のオフデューティを所定量（例えば２％）増加させる。これにより、制御装置４４は、リップルが所定値以上とならないデューティ比に変更することができる。

制御装置４４は、Ｓ４１３を終えると、処理を図７のＳ１２５に戻す。これにより、制御装置４４は、リップルが所定値以上とならないデューティ比に基づき基準値を設定することができる。

以上のように制御装置４４は、リップルが所定値以上とならないデューティ比を、通常動作時におけるデューティ比（基準値）として設定することができる。これにより、本実施形態に係る照明装置２０は、発光によるちらつきを小さくして効率良く発光することができる。なお、第４実施形態に示した構成は、第２実施形態および第３実施形態に組み込むことも可能である。

（ダイオード電流Ｉｄおよび平滑電圧Ｖ_Ａの測定期間）
以上の第１から第４の実施形態において、電流検出部８６は、ダイオード電流Ｉｄを減少または増加させているそれぞれの段階において、ダイオード電流Ｉｄを検出している。電流検出部８６は、それぞれの段階において、予め定められた測定期間、発光ダイオードアレイ３０に流れる電流値を複数回サンプルリングして平均化した値をダイオード電流Ｉｄとしてよい。これにより、電流検出部８６は、精度の良いダイオード電流Ｉｄを検出することができる。

また、電流検出部８６は、高周波電圧の駆動源となり得る商用交流電圧の周波数の２倍の公約数に対応する信号周期を、測定期間としてもよい。例えば、電流検出部８６は、高周波電圧の駆動源となり得る商用交流電圧の周波数の２倍の公約数に対応する信号周期分、発光ダイオードアレイ３０に流れる電流値をサンプルし、サンプルして得られた電流値の平均をダイオード電流Ｉｄとして算出する。

例えば、商用交流電圧の周波数が、５０Ｈｚおよび６０Ｈｚであるとする。この場合、５０Ｈｚの２倍の周波数（１００Ｈｚ）と、６０Ｈｚの２倍の周波数（１２０Ｈｚ）との公約数は、２０Ｈｚである。従って、電流検出部８６は、５０ｍ秒または５０ｍ秒の倍数を測定期間とする。そして、電流検出部８６は、測定期間中における発光ダイオードアレイ３０に流れる電流値を平均化してダイオード電流Ｉｄを算出する。

これにより、電流検出部８６は、商用電源の周波数の２倍の成分のノイズを無くし、精度の良いダイオード電流Ｉｄを検出することができる。なお、電圧検出部８８も同様の測定期間で平滑電圧Ｖ_Ａを検出してよい。これにより、電圧検出部８８は、商用電源の周波数の２倍の成分のノイズを無くし、精度の良い平滑電圧Ｖ_Ａを検出することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。

１１ 灯具
１２ インバータ式安定器
２０ 照明装置
３０ 発光ダイオードアレイ
３２ 駆動回路
４１ 整流平滑化部
４２ 電圧変換部
４３ 不揮発記憶部
４４ 制御装置
４６ 第１分圧抵抗
４７ 第２分圧抵抗
４８ 電流検出抵抗
４９ 内部電源
５６ 全波整流回路
５７ 第１キャパシタ
６１ インダクタ
６２ スイッチング素子
６３ ダイオード
６４ 第２キャパシタ
６６ バイポーラトランジスタ
６７ 定電圧ダイオード
６８ 抵抗
７１ ＣＰＵ
７２ ＲＯＭ
７３ ＲＡＭ
７４ ＡＤ変換器
７５ インターフェイス部
８０ 実行判定部
８２ 取得部
８４ 信号発生部
８６ 電流検出部
８８ 電圧検出部
９０ デューティ変更部
９２ 電流判定部
９４ 目標変更部
９６ 設定部
９８ 電圧判定部
１２２ 最終デューティ書込部
１２４ 消灯判定部
１３２ 第２電圧判定部
１４２ リップル検出部

特開２０１１−２４３３３１号公報 特許第５２６６５９４号公報

Claims (13)

1. 所定電圧が印加されることにより発光する発光ダイオードアレイと、
   高周波電圧を整流および平滑化した平滑電圧を出力する整流平滑化部と、
   パルス信号に応じて前記平滑電圧をスイッチングすることにより直流電圧変換をして前記所定電圧を発生し、前記所定電圧を前記発光ダイオードアレイに印加する電圧変換部と、
   通常動作時において、デューティ比が基準値の前記パルス信号を前記電圧変換部に与える信号発生部と、
   キャリブレーション時において、前記パルス信号のデューティ比を、前記発光ダイオードアレイに流れるダイオード電流を減少させる方向に段階的に変更するデューティ変更部と、
   前記ダイオード電流が目標電流値以下となった段階における前記パルス信号のデューティ比に基づき、前記基準値として設定する設定部と、
   前記目標電流値を前記パルス信号のデューティ比に応じて変更する目標変更部と、
   を備える照明装置。
2. 前記目標変更部は、前記パルス信号のデューティ比が第１閾値に達した場合に、前記目標電流値を大きくする
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記ダイオード電流を減少させる方向に前記パルス信号のデューティ比を変更している場合、前記目標変更部は、
   デューティ比が初期値から前記第１閾値までの間において、前記目標電流値を、第１電流値に設定し、
   デューティ比が前記第１閾値に達した後において、前記目標電流値を、前記第１電流値よりも大きい第２電流値に設定する
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記デューティ変更部は、前記ダイオード電流を減少させる方向にデューティ比を変更しても、前記ダイオード電流が前記目標電流値以下とならずに、デューティ比が第２閾値に達した場合、前記ダイオード電流を増加させる方向に前記パルス信号のデューティ比を段階的に変更し、
   前記設定部は、前記ダイオード電流を増加させる方向に前記パルス信号のデューティ比を段階的に変更している場合、前記平滑電圧が第１目標電圧値以上となった段階における前記パルス信号のデューティ比に基づき前記基準値を設定する
   請求項１から３の何れか１項に記載の照明装置。
5. 前記デューティ変更部は、前記ダイオード電流を減少させる方向に段階的に変更する場合において、前記ダイオード電流が前記目標電流値に近づく程、デューティ比の変更間隔を小さくする
   請求項１から４の何れか１項に記載の照明装置。
6. 前記パルス信号のデューティ比を前記ダイオード電流を減少させるように段階的に変更している期間中に、それぞれの段階において、直前の段階に設定した最終デューティ比を不揮発記憶部に書き込む最終デューティ書込部をさらに備え、
   前記設定部は、直前のキャリブレーション時において、前記パルス信号のデューティ比を前記ダイオード電流を減少させるように段階的に変更している期間中に、前記高周波電圧の入力が停止した場合、前記不揮発記憶部に記憶されている前記最終デューティ比に基づき前記基準値を設定する
   請求項１から５の何れか１項に記載の照明装置。
7. 前記設定部は、直前の少なくとも２回のキャリブレーション時において、前記パルス信号のデューティ比を前記ダイオード電流を減少させるように段階的に変更している期間中に、前記高周波電圧の入力が停止した場合、直前の少なくとも２回のキャリブレーションにおける前記最終デューティ比が近似していることを条件として、前記最終デューティ比に基づき前記基準値を設定する
   請求項６に記載の照明装置。
8. 前記デューティ変更部は、前記ダイオード電流を減少させる方向にデューティ比を変更したことにより前記ダイオード電流が前記目標電流値以下となった場合であって、且つ、前記平滑電圧が第２目標電圧値より大きい場合、さらに、前記ダイオード電流を増加させる方向に前記パルス信号のデューティ比を段階的に変更し、
   前記設定部は、前記ダイオード電流を増加させる方向に前記パルス信号のデューティ比を段階的に変更している場合、前記平滑電圧が第２目標電圧値より小さくなった段階における前記パルス信号のデューティ比に基づき前記基準値を設定する
   請求項１から７の何れか１項に記載の照明装置。
9. 前記ダイオード電流を減少させる方向に前記パルス信号のデューティ比を段階的に変更している期間中に、それぞれの段階において、前記ダイオード電流に含まれる所定値以上のリップルを検出するリップル検出部をさらに備え、
   前記設定部は、前記所定値以上のリップルが検出された場合、リップルが前記所定値以上とならない段階におけるデューティ比に基づき前記基準値を設定する
   請求項１から８の何れか１項に記載の照明装置。
10. 前記ダイオード電流を検出する電流検出部をさらに備え、
    前記電流検出部は、前記高周波電圧の駆動源となり得る商用交流電圧の周波数の２倍の公約数の周波数に対応する信号周期分、前記発光ダイオードアレイに流れる電流をサンプルし、サンプルして得られた電流の平均を前記ダイオード電流として算出する
    請求項１から９の何れか１項に記載の照明装置。
11. 所定電圧が印加されることにより発光する発光ダイオードアレイと、高周波電圧を整流および平滑化した平滑電圧を出力する整流平滑化部と、パルス信号に応じて前記平滑電圧をスイッチングすることにより直流電圧変換をして前記所定電圧を発生し、前記所定電圧を前記発光ダイオードアレイに印加する電圧変換部とを備える照明装置を制御する制御装置であって、
    通常動作時において、デューティ比が基準値の前記パルス信号を前記電圧変換部に与える信号発生部と、
    キャリブレーション時において、前記パルス信号のデューティ比を、前記発光ダイオードアレイに流れるダイオード電流を減少させる方向に段階的に変更するデューティ変更部と、
    前記ダイオード電流が目標電流値以下となった段階における前記パルス信号のデューティ比に基づき、前記基準値として設定する設定部と、
    前記目標電流値を前記パルス信号のデューティ比に応じて変更する目標変更部と、
    を備える制御装置。
12. 所定電圧が印加されることにより発光する発光ダイオードアレイと、高周波電圧を整流および平滑化した平滑電圧を出力する整流平滑化部と、パルス信号に応じて前記平滑電圧をスイッチングすることにより直流電圧変換をして前記所定電圧を発生し、前記所定電圧を前記発光ダイオードアレイに印加する電圧変換部とを備える照明装置を制御する制御装置により実行されるプログラムであって、
    前記制御装置を、
    通常動作時において、デューティ比が基準値の前記パルス信号を前記電圧変換部に与える信号発生部と、
    キャリブレーション時において、前記パルス信号のデューティ比を、前記発光ダイオードアレイに流れるダイオード電流を減少させる方向に段階的に変更するデューティ変更部と、
    前記ダイオード電流が目標電流値以下となった段階における前記パルス信号のデューティ比に基づき、前記基準値として設定する設定部と、
    前記目標電流値を前記パルス信号のデューティ比に応じて変更する目標変更部と、
    して機能させるプログラム。
13. 所定電圧が印加されることにより発光する発光ダイオードアレイと、高周波電圧を整流および平滑化した平滑電圧を出力する整流平滑化部と、パルス信号に応じて前記平滑電圧をスイッチングすることにより直流電圧変換をして前記所定電圧を発生し、前記所定電圧を前記発光ダイオードアレイに印加する電圧変換部とを備える照明装置を制御する制御方法であって、
    通常動作時において、デューティ比が基準値の前記パルス信号を前記電圧変換部に与え、
    キャリブレーション時において、前記パルス信号のデューティ比を、前記発光ダイオードアレイに流れるダイオード電流を減少させる方向に段階的に変更し、
    前記ダイオード電流が目標電流値以下となった段階における前記パルス信号のデューティ比に基づき、前記基準値として設定し、
    前記目標電流値を前記パルス信号のデューティ比に応じて変更する
    制御方法。

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