JP2020107526A - 点灯装置、及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つの電源回路から複数の光源にそれぞれ供給される負荷電流を調整でき、かつ、電流調整回路における電力損失を低減できる点灯装置、及び照明装置を提供する。【解決手段】 点灯装置１０は、電源回路１と、複数の電流調整回路３１、３２と、電圧制御回路４１と、を備える。電源回路１は、直流の出力電圧Ｖｏを一対の導体Ｗ１、Ｗ２間に印加する。複数の電流調整回路３１、３２は、複数の電流経路Ｒ１、Ｒ２を流れる各負荷電流Ｉｏ１、Ｉｏ２を調整する。電圧制御回路４１は、複数の光源２１、２２のうち、光の強度が最も大きい光源に対応する電流調整回路３１又は３２の監視電圧Ｖｄ１又はＶｄ２を、対象監視電圧として選択する。そして、電圧制御回路４１は、対象監視電圧の値が目標電圧値に一致するように、出力電圧Ｖｏをフィードバック制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に、点灯装置、及び照明装置に関する。より詳細には、本開示は、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源をそれぞれ点灯させる点灯装置、及び照明装置に関する。

従来、互いに異なる色温度の２つのＬＥＤ負荷を点灯させて調色を行うＬＥＤ駆動装置がある。

例えば、特許文献１のＬＥＤ駆動装置は、交流入力電力を所望の直流出力電力に変換し、直流出力電力を互いに異なる色温度の２つのＬＥＤ負荷へ供給する。ＬＥＤ駆動装置の制御回路は、ＬＥＤ負荷に流れる電流が基準電流になるように、直流出力電力を調整する。さらに、２つのＬＥＤ負荷のそれぞれには、リプル電流低減回路が接続されており、各リプル電流低減回路は、各ＬＥＤ負荷に流れる電流リプルを低減させる。

特開２０１４−１６０５７４号公報

特許文献１のＬＥＤ駆動装置は、直流の出力電圧を出力する１つの電源回路を備える構成で、互いに異なる色温度の２つのＬＥＤ負荷を点灯させて調色を行うことができる。

しかしながら、特許文献１のＬＥＤ駆動装置は、リプル電流低減回路（電流調整回路）での電力損失が比較的大きかった。

本開示の目的とするところは、１つの電源回路から複数の光源にそれぞれ供給される負荷電流を調整でき、かつ、電流調整回路における電力損失を低減できる点灯装置、及び照明装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る点灯装置は、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源をそれぞれ点灯させる。前記点灯装置は、電源回路と、電圧制御回路と、を備える。前記電源回路は、直流の出力電圧を一対の導体間に印加する。前記電圧制御回路は、前記電源回路を制御する。前記一対の導体間には複数の電流経路が並列接続し、前記複数の電流経路のそれぞれには、前記複数の光源のいずれかと、当該電流経路に流れる負荷電流を調整する電流調整回路とが含まれる。前記電圧制御回路は、前記複数の光源のうち、前記光の強度が最も大きい光源に対応する前記電流調整回路の両端電圧を、対象監視電圧として選択する。前記電圧制御回路は、前記対象監視電圧の値が目標電圧値に一致するように、前記出力電圧をフィードバック制御する。

本開示の一態様に係る点灯装置は、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源をそれぞれ点灯させる。前記点灯装置は、電源回路と、電圧制御回路と、電流制御回路と、を備える。前記電源回路は、直流の出力電圧を一対の導体間に印加する。前記電圧制御回路は、前記電源回路を制御する。前記一対の導体間には複数の電流経路が並列接続し、前記複数の電流経路のそれぞれには、前記複数の光源のいずれかと、当該電流経路に流れる負荷電流を調整する電流調整回路とが含まれる。前記電流制御回路は、前記複数の電流調整回路を制御して、前記各負荷電流の値をそれぞれの目標電流値に一致させることで、前記複数の光源の前記各光の混色光を調色する。前記電圧制御回路は、前記混色光の色温度の範囲毎に、前記複数の電流調整回路の両端電圧のいずれかを対応付けた対応データを予め記憶する。前記電圧制御回路は、前記混色光の色温度を指示する指示信号を外部から取得する。前記電圧制御回路は、前記対応データに基づいて、前記複数の電流調整回路の両端電圧のうち、前記指示信号によって指示された前記混色光の色温度に対応する電流調整回路の両端電圧を、前記対象監視電圧として選択する。前記電圧制御回路は、前記対象監視電圧の値が目標電圧値に一致するように、前記出力電圧をフィードバック制御する。前記対応データでは、前記混色光の色温度が高くなるにつれて、前記範囲毎に対応付けられた前記複数の電流調整回路の両端電圧にそれぞれ対応する前記光源の色温度がより高くなる。

本開示の一態様に係る照明装置は、上述の点灯装置と、前記点灯装置によって点灯し、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源と、を備える。

以上説明したように、本開示では、１つの電源回路から複数の光源にそれぞれ供給される負荷電流を調整でき、かつ、電流調整回路における電力損失を低減できるという効果がある。

図１は、実施形態の点灯装置を備える照明装置を示す回路図である。 図２は、同上の点灯装置の電源回路を示す回路図である。 図３は、同上の点灯装置の調色範囲を示す色度図である。 図４は、同上の点灯装置の動作を説明するための図である。

以下に実施形態を図面に基づいて説明する。

（照明装置）
図１は、本実施形態の照明装置Ａ１の回路構成を示す。照明装置Ａ１は、例えば、演色照明装置、舞台用照明装置、又は美術館、博物館向けの照明装置である。但し、照明装置Ａ１は、上記以外の用途に用いられてもよく、特定の用途に限定されない。

照明装置Ａ１は、点灯装置１０と、２つの光源２（２１、２２）と、を備える。点灯装置１０は、電源回路１と、２つの電流調整回路３（３１、３２）と、制御回路４と、を備える。

電源回路１は、交流電源９から交流電圧Ｖｉを入力され、交流電圧Ｖｉを直流の出力電圧Ｖｏに変換して、出力電圧Ｖｏを出力する。交流電源９は、例えば公称電圧１００Ｖ又は２００Ｖ、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源である。

電源回路１は、図２に示すように、整流器１１、トランス１２、スイッチング素子１３、コンデンサ１４、１５、ダイオード１６、及び駆動回路１７を備える昇圧チョッパ回路で構成されている。整流器１１は、交流電圧Ｖｉを全波整流した整流電圧Ｖａを出力する。整流器１１の出力端間には、トランス１２の一次巻線１２１と、スイッチング素子１３との直列回路が接続されている。一次巻線１２１の第１端は、整流器１１の高電位側の出力端に接続されている。スイッチング素子１３は、Ｎチャネルのエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。スイッチング素子１３のドレインは一次巻線１２１の第２端に接続されている。スイッチング素子１３のソースは、整流器１１の低電位側の出力端に接続されている。コンデンサ１４の第１端は、スイッチング素子１３のドレインに接続され、コンデンサ１４の第２端は、ダイオード１６のアノードに接続されている。トランス１２の二次巻線１２２の第１端は、ダイオード１６のアノードに接続され、二次巻線１２２の第２端は、整流器１１の低電位側の出力端に接続されている。コンデンサ１５の正極は、ダイオード１６のカソードに接続され、コンデンサ１５の負極は、整流器１１の低電位側の出力端に接続されている。コンデンサ１５の正極は第１導体Ｗ１に接続し、コンデンサ１５の負極は第２導体Ｗ２に接続されている。コンデンサ１５は電解コンデンサであることが好ましい。第１導体Ｗ１及び第２導体Ｗ２は、電気的な導体であり、例えば端子、配線、又は金属の薄膜などで構成される。そして、電源回路１は、交流電圧Ｖｉを電力変換して、コンデンサ１５の両端間に直流の出力電圧Ｖｏを発生させる。したがって、第１導体Ｗ１と第２導体Ｗ２との間には、直流の出力電圧Ｖｏが印加される。

具体的に、スイッチング素子１３がオンすると、整流器１１の高電位側の出力端から低電位側の出力端に向かう電流が一次巻線１２１に流れ、一次巻線１２１にはエネルギーが蓄積される。次に、スイッチング素子１３がオフすると、一次巻線１２１に蓄積されているエネルギーが二次巻線１２２を介して放出され、放出されたエネルギーによってコンデンサ１５が充電される。そして、スイッチング素子１３がオンオフ（スイッチング）することによって、コンデンサ１５の両端間に直流の出力電圧Ｖｏが発生する。

駆動回路１７は、スイッチング素子１３のゲートに接続し、スイッチング素子１３のゲート−ソース間に駆動信号（ゲート電圧）を出力して、スイッチング素子１３をオンオフさせるように構成される。駆動回路１７は、制御回路４から電圧制御信号Ｓｂを受け取り、電圧制御信号Ｓｂに基づいてスイッチング素子１３をオンオフさせる。

なお、電源回路１は、昇圧チョッパ回路以外で構成されてもよく、例えば降圧チョッパ回路、及び昇降圧チョッパ回路のいずれで構成されてもよい。

第１導体Ｗ１と第２導体Ｗ２との間には、２つの電流経路Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ形成されている。２つの電流経路Ｒ１、Ｒ２は、第１導体Ｗ１と第２導体Ｗ２との間において並列に接続している。電流経路Ｒ１、Ｒ２は、光源２と電流調整回路３との直列回路をそれぞれ含む。

光源２は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子（固体発光素子）が直列接続されたＬＥＤアレイを有している。光源２は、並列接続された複数のＬＥＤアレイを有していてもよい。ここで、光源２の第１端には、ＬＥＤアレイの一端のＬＥＤ素子のアノードが接続しており、光源２の第１端をアノード側と呼ぶ。また、光源２の第２端には、ＬＥＤアレイの他端のＬＥＤ素子のカソードが接続しており、光源２の第２端をカソード側と呼ぶ。

電流調整回路３は、トランジスタ３ａと検出抵抗３ｂとの直列回路、及び駆動回路３ｃを備える。トランジスタ３ａは、Ｎチャネルのエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴである。第１導体Ｗ１は、光源２のアノード側に接続し、光源２のカソード側は、トランジスタ３ａのドレインに接続する。トランジスタ３ａのソースは、検出抵抗３ｂの第１端に接続している。検出抵抗３ｂの第２端は、第２導体Ｗ２に接続する。すなわち、２つの電流経路Ｒ１、Ｒ２には、光源２と電流調整回路３との直列回路がそれぞれ含まれている。言い換えると、２つの光源２は、２つの電流経路Ｒ１、Ｒ２と一対一に対応してそれぞれ設けられ、２つの電流調整回路３は、２つの電流経路Ｒ１、Ｒ２と一対一に対応してそれぞれ設けられている。

電流調整回路３の駆動回路３ｃは、トランジスタ３ａのゲートに接続し、トランジスタ３ａのゲート−ソース間に駆動信号（ゲート電圧）を出力する。トランジスタ３ａのドレイン−ソース間の抵抗は、トランジスタ３ａのゲート電圧によって変動する。すなわち、トランジスタ３ａによる電圧降下（トランジスタ３ａのドレイン−ソース間電圧）は、トランジスタ３ａのゲート電圧によって変動する。そして、電流調整回路３は、トランジスタ３ａによる電圧降下を制御されることで、出力電圧Ｖｏによって光源２に流れる負荷電流を調整できる。図１では、電流経路Ｒ１に流れる負荷電流をＩｏ１とし、電流経路Ｒ２に流れる負荷電流をＩｏ２とする。

電流経路Ｒ１は、光源２として白色光源２１を有し、電流調整回路３として電流調整回路３１を有する。白色光源２１は、複数のＬＥＤ素子２ａの直列回路を有する。複数のＬＥＤ素子２ａは、色温度６５００Ｋの白色光をそれぞれ発する。電流調整回路３１の駆動回路３ｃは、制御回路４から電流制御信号Ｓｃ１を受け取り、電流制御信号Ｓｃ１に基づいてトランジスタ３ａのゲート電圧を調整する。すなわち、電流調整回路３１は、電流制御信号Ｓｃ１に基づいて負荷電流Ｉｏ１を調整できる。

電流経路Ｒ２は、光源２として電球色光源２２を有し、電流調整回路３として電流調整回路３２を有する。電球色光源２２は、複数のＬＥＤ素子２ｂの直列回路を有する。複数のＬＥＤ素子２ｂは、色温度２７００Ｋの電球色の光をそれぞれ発する。電流調整回路３２の駆動回路３ｃは、制御回路４から電流制御信号Ｓｃ２を受け取り、電流制御信号Ｓｃ２に基づいてトランジスタ３ａのゲート電圧を調整する。すなわち、電流調整回路３２は、電流制御信号Ｓｃ２に基づいて負荷電流Ｉｏ２を調整できる。

また、白色光源２１は、コネクタＣＮ１によって第１導体Ｗ１及び電流調整回路３１に対して着脱可能に構成されることが好ましい。電球色光源２２は、コネクタＣＮ２によって第１導体Ｗ１及び電流調整回路３２に対して着脱可能に構成されることが好ましい。

制御回路４は、電圧制御回路４１と、電流制御回路４２とを備える。

電圧制御回路４１は、電源回路１の駆動回路１７に接続しており、駆動回路１７に電圧制御信号Ｓｂを出力する。駆動回路１７は、電圧制御信号Ｓｂに基づいてスイッチング素子１３をオンオフさせる。すなわち、電圧制御回路４１は、スイッチング素子１３のスイッチング動作を制御することによって、交流電圧Ｖｉを昇圧し、出力電圧Ｖｏの値を目標電圧値に制御する。

電流制御回路４２には、電流調整回路３１、３２の各検出抵抗３ｂの両端電圧が、抵抗電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２として入力される。電流制御回路４２は、抵抗電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２に基づいて、電流制御信号Ｓｃ１、Ｓｃ２を生成する。そして、電流制御回路４２は、電流調整回路３１、３２の各駆動回路３ｃに接続しており、電流制御信号Ｓｃ１、Ｓｃ２を各駆動回路３ｃへ出力する。各駆動回路３ｃは、電流制御信号Ｓｃ１又は電流制御信号Ｓｃ２に基づいて、各トランジスタ３ａのゲート電圧を調整する。すなわち、電流制御回路４２は、各トランジスタ３ａのゲート電圧を個別に制御して、負荷電流Ｉｏ１、Ｉｏ２を個別に制御することによって、白色光源２１及び電球色光源２２の各調光レベルを制御できる。

上述の制御回路４は、コンピュータシステムを有する。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。メモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、電圧制御回路４１、及び電流制御回路４２の各機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。例えば、電圧制御回路４１及び電流制御回路４２は、１つのコンピュータシステムで実現されてもよいし、電圧制御回路４１を実現する第１コンピュータシステム、及び電流制御回路４２を実現する第２コンピュータシステムで実現されてもよい。

そして、照明装置Ａ１は、白色光源２１及び電球色光源２２を個別に調光することで、光源２１、２２の各光を混ぜ合わせた混色光の調色を行うことができる。以下、照明装置Ａ１による調色動作について詳述する。

まず、外部のコントローラが、照明装置Ａ１に要求される制御内容に応じて、指示信号Ｓ０を電流制御回路４２へ送信する。指示信号Ｓ０は、白色光源２１及び電球色光源２２の混色光の色温度、及び混色光の調光レベルを指示する信号である。なお、指示信号Ｓ０は、混色光の色温度及び混色光の調光レベルを指示する１つの信号、及び混色光の色温度、及び混色光の調光レベルを指示する２つ以上の信号のいずれであってもよい。

そして、電流制御回路４２は、混色光の色温度が指示された色温度になり、かつ、混色光の調光レベルが指示された調光レベル（以降、調光指示値と称す）になるように、白色光源２１及び電球色光源２２の各調光レベルを制御する。すなわち、電流制御回路４２は、負荷電流Ｉｏ１、Ｉｏ２がそれぞれの目標電流値に一致するように、負荷電流Ｉｏ１、Ｉｏ２をそれぞれ制御する。具体的に、電流制御回路４２は、白色光源２１及び電球色光源２２の各調光指示値に基づいて、白色光源２１及び電球色光源２２にそれぞれ対応する調光基準電圧を生成する。調光基準電圧の各値は、目標電流値に対応する値であり、調光指示値が大きいほど高くなり、調光指示値が小さいほど低くなる。電流制御回路４２は、白色光源２１に対応する調光基準電圧と抵抗電圧Ｖｓ１とを比較し、電流調整回路３１を制御するための電流制御信号Ｓｃ１を生成する。電流制御信号Ｓｃ１は、抵抗電圧Ｖｓ１が白色光源２１の調光基準電圧に一致するように電流調整回路３１を制御するための制御信号である。また、電流制御回路４２は、電球色光源２２に対応する調光基準電圧と抵抗電圧Ｖｓ２とを比較し、電流調整回路３２を制御するための電流制御信号Ｓｃ２を生成する。電流制御信号Ｓｃ２は、抵抗電圧Ｖｓ２が電球色光源２２の調光基準電圧に一致するように電流調整回路３２を制御するための制御信号である。

電流調整回路３１の駆動回路３ｃは、電流制御信号Ｓｃ１に基づいて、トランジスタ３ａのゲート電圧を調整し、負荷電流Ｉｏ１（白色光源２１の調光レベル）を調整する。電流調整回路３２の駆動回路３ｃは、電流制御信号Ｓｃ２に基づいて、トランジスタ３ａのゲート電圧を調整し、負荷電流Ｉｏ２（電球色光源２２の調光レベル）を調整する。

したがって、電流制御回路４２は、指示信号Ｓ０の指示内容に応じて、白色光源２１及び電球色光源２２の混色光の色温度及び調光レベルを制御できる。本実施形態では、白色光源２１が発する白色光の色温度６５００Ｋ、電球色光源２２が発する電球色の光の色温度２７００Ｋである。したがって、白色光源２１及び電球色光源２２の混色光の色温度は、図３の色度図では、直線Ｙａに沿って変化可能である。

ここで、白色光源２１のカソード側からアノード側をみた電圧（白色光源２１の両端電圧）を順方向電圧Ｖｆ１（図１参照）とすると、順方向電圧Ｖｆ１の値が白色光源２１の点灯開始電圧を上回るまでは、白色光源２１は消灯している。順方向電圧Ｖｆ１の値が白色光源２１の点灯開始電圧を上回ると、負荷電流Ｉｏ１が流れて、白色光源２１は点灯する。白色光源２１の順方向電圧は、直列接続された複数のＬＥＤ素子２ａの各順方向電圧の和である。

また、電球色光源２２のカソード側からアノード側をみた電圧（電球色光源２２の両端電圧）を順方向電圧Ｖｆ２（図１参照）とすると、順方向電圧Ｖｆ２の値が電球色光源２２の点灯開始電圧を上回るまでは、電球色光源２２は消灯している。順方向電圧Ｖｆ２の値が電球色光源２２の点灯開始電圧を上回ると、負荷電流Ｉｏ２が流れて、電球色光源２２は点灯する。電球色光源２２の順方向電圧は、直列接続された複数のＬＥＤ素子２ｂの各順方向電圧の和である。

本実施形態では、白色光源２１及び電球色光源２２の各電圧−電流特性は同一（ほぼ同一）であることが好ましい。この場合、負荷電流Ｉｏ１と負荷電流Ｉｏ２とが等しければ、順方向電圧Ｖｆ１の値と順方向電圧Ｖｆ２の値とは等しく（ほぼ等しく）なる。なお、各電圧−電流特性が同一であるとは、各電圧−電流特性が完全に一致しなくても、各電圧−電流特性の差が比較的小さく、例えば各電圧−電流特性の差が所定範囲内に収まる形態も含む。また、順方向電圧Ｖｆ１の値と順方向電圧Ｖｆ２の値が等しい（同じ）とは、負荷電流Ｉｏ１と負荷電流Ｉｏ２とが等しい（同じ）場合に、順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２が完全に一致しなくても、順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２の差が比較的小さく、例えば順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２の差が所定範囲内に収まる形態も含む。

例えば、白色光源２１のＬＥＤ素子２ａは、青色ＬＥＤチップと第１蛍光体とを有する。そして、青色ＬＥＤチップから発せられた青色光が第１蛍光体を通過することで、白色光が生成される。また、電球色光源２２のＬＥＤ素子２ｂは、青色ＬＥＤチップと第２蛍光体とを有する。そして、青色ＬＥＤチップから発せられた青色光が第２蛍光体を通過することで、電球色の光が生成される。この場合、ＬＥＤ素子２ａ及びＬＥＤ素子２ｂは、青色ＬＥＤチップを有しており、ＬＥＤ素子２ａ及びＬＥＤ素子２ｂの各順方向電圧は等しくなる。すなわち、ＬＥＤ素子２ａ及びＬＥＤ素子２ｂは、同一の電圧−電流特性を有する。したがって、白色光源２１におけるＬＥＤ素子２ａの直列接続数と、電球色光源２２におけるＬＥＤ素子２ｂの直列接続数とが同数であれば、白色光源２１及び電球色光源２２の各電圧−電流特性は同一になる。

また、負荷電流Ｉｏ１と負荷電流Ｉｏ２とが等しい条件下で、ＬＥＤ素子２ａ及びＬＥＤ素子２ｂの各順方向電圧が異なる場合には、白色光源２１におけるＬＥＤ素子２ａの直列接続数と、電球色光源２２におけるＬＥＤ素子２ｂの直列接続数とを異なる数にする。負荷電流Ｉｏ１と負荷電流Ｉｏ２とが等しい条件下で、ＬＥＤ素子２ａの順方向電圧の値がＬＥＤ素子２ｂの順方向電圧の値より高い場合、ＬＥＤ素子２ａの直列接続数をＬＥＤ素子２ｂの直列接続数より少なくする。この結果、白色光源２１及び電球色光源２２の各電圧−電流特性を同一にすることができる。

そして、光源２１、２２をそれぞれ点灯させる場合、電源回路１は、出力電圧Ｖｏの値を順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２の各値より高くする必要がある。この場合、出力電圧Ｖｏと順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２との各差分電圧は、トランジスタ３ａの発熱の要因になる。すなわち、出力電圧Ｖｏと順方向電圧Ｖｆ１との差分電圧は、電流調整回路３１での電力損失の要因になる。出力電圧Ｖｏと順方向電圧Ｖｆ２との差分電圧は、電流調整回路３２での電力損失の要因になる。

そこで、電圧制御回路４１は、出力電圧Ｖｏを以下のように制御することで、電流調整回路３の各電力損失を低減させている。

電流調整回路３１のトランジスタ３ａのドレイン電圧（光源２１のカソード側の電圧）を監視電圧Ｖｄ１とする。電流調整回路３２のトランジスタ３ａのドレイン電圧（光源２２のカソード側の電圧）を監視電圧Ｖｄ２とする。電圧制御回路４１は、監視電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２を入力され、監視電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２のいずれか一方を対象監視電圧として選択し、対象監視電圧を用いて、出力電圧Ｖｏをフィードバック制御する。なお、監視電圧Ｖｄ１は、電流調整回路３１の両端電圧に相当する。監視電圧Ｖｄ２は、電流調整回路３２の両端電圧に相当する。

図４は、混色光の色温度と負荷電流Ｉｏ１、Ｉｏ２との関係を示す。色温度が２７００〜４１００Ｋまでの第１範囲８１では、負荷電流Ｉｏ２の値が負荷電流Ｉｏ１の値より大きく、電球色光源２２が発する電球色の光の強度は、白色光源２１が発する白色光の強度より大きくなる。色温度が４１００〜６５００Ｋまでの第２範囲８２では、負荷電流Ｉｏ１の値が負荷電流Ｉｏ２の値より大きく、白色光源２１が発する白色光の強度は、電球色光源２２が発する電球色の光の強度より大きくなる。この場合、電圧制御回路４１は、第１範囲８１では、監視電圧Ｖｄ２を対象監視電圧として選択する。電圧制御回路４１は、第２範囲８２では、監視電圧Ｖｄ１を対象監視電圧として選択する。すなわち、混色光の色温度が低い第１範囲８１では、白色光源２１及び電球色光源２２のうち、色温度が低い電球色光源２２に対応する監視電圧Ｖｄ２を対象監視電圧として選択する。混色光の色温度が高い第２範囲８３では、白色光源２１及び電球色光源２２のうち、色温度が高い白色光源２１に対応する監視電圧Ｖｄ１を対象監視電圧として選択する。言い換えると、電圧制御回路４１は、白色光源２１及び電球色光源２２のうち、光の強度が高い方の光源に対応する監視電圧を対象監視電圧として選択する。また、電圧制御回路４１は、負荷電流Ｉｏ１、Ｉｏ２のうち電流値が大きい方に対応する監視電圧を対象監視電圧として選択する、ともいえる。

ここで、白色光源２１が点灯しているとき、負荷電流Ｉｏ１の値が大きいほど、順方向電圧Ｖｆ１の値は高くなる。また、電球色光源２２が点灯しているとき、負荷電流Ｉｏ２の値が大きいほど、順方向電圧Ｖｆ２の値は高くなる。したがって、上述のように白色光源２１及び電球色光源２２の各電圧−電流特性を同一にすると、負荷電流Ｉｏ１の値が負荷電流Ｉｏ２の値より大きければ、順方向電圧Ｖｆ１の値は順方向電圧Ｖｆ２の値より高くなる。また、負荷電流Ｉｏ２の値が負荷電流Ｉｏ１の値より大きければ、順方向電圧Ｖｆ２の値は順方向電圧Ｖｆ１の値より高くなる。言い換えると、負荷電流Ｉｏ１の値が負荷電流Ｉｏ２の値より大きければ、監視電圧Ｖｄ１の値は監視電圧Ｖｄ２の値より低くなる。負荷電流Ｉｏ２の値が負荷電流Ｉｏ１の値より大きければ、監視電圧Ｖｄ２の値は監視電圧Ｖｄ１の値より低くなる。

そこで、電圧制御回路４１は、白色光源２１及び電球色光源２２がそれぞれ点灯しているとき、監視電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２のうちいずれか電圧値が低い方を、対象監視電圧として選択する。例えば、監視電圧Ｖｄ１の値が監視電圧Ｖｄ２の値より低ければ、監視電圧Ｖｄ１が対象監視電圧となる。監視電圧Ｖｄ２の値が監視電圧Ｖｄ１の値より低ければ、監視電圧Ｖｄ２が対象監視電圧となる。電圧制御回路４１は、対象監視電圧の値を予め決められた目標電圧値と比較し、この比較結果に基づいて電圧制御信号Ｓｂを生成する。電圧制御信号Ｓｂは、対象監視電圧の値が予め決められた目標電圧値に一致するように、電源回路１を制御するための制御信号である。目標電圧値は、光源２の順方向電圧の最大値に一定値αを加算した値である。αは、例えば２〜３Ｖ程度に予め設定されている。なお、白色光源２１及び電球色光源２２の各電圧−電流特性は同一であるので、光源２の順方向電圧の最大値は、順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２のいずれの最大値であってもよい。

電源回路１の駆動回路１７は、電流制御信号Ｓｃ１に基づいて、トランジスタ３ａのスイッチング動作（オンデューティ、又はスイッチング周波数など）を調整し、出力電圧Ｖｏの値を調整する。したがって、出力電圧Ｖｏは、光源２１、２２のうち調光レベルが高い方の光源を点灯可能な値に維持される。さらに、電流調整回路３１、３２の各トランジスタ３ａのドレイン−ソース間電圧の値は、上述のα付近に維持され、電流調整回路３１、３２の各電力損失を低減することができる。この場合、上述のαは、光源２を全調光範囲に亘って調光でき、かつ、できるだけ低い値に設定されることが好ましい。

また、本実施形態では、白色光源２１及び電球色光源２２の各電圧−電流特性が異なると、トランジスタ３ａでの電力損失につながる。

例えば、電流調整回路３１の電力損失Ｐ１（電流調整回路３１のトランジスタ３ａでの電力損失）は、以下の式（１）で表される。なお、Ｒｂは、検出抵抗３ｂの抵抗値である。
Ｐ１＝（Ｖｄ１−Ｉｏ１・Ｒｂ）・Ｉｏ１ ……… 式（１）
電流調整回路３２の電力損失Ｐ２（電流調整回路３２のトランジスタ３ａでの電力損失）は、以下の式（２）で表される。
Ｐ２＝（Ｖｄ２−Ｉｏ２・Ｒｂ）・Ｉｏ２ ……… 式（２）
ここで、Ｖｄ２＝Ｖｄ１＋βとすると、電流調整回路３２の電力損失Ｐ２は、以下の式（３）で表される。但し、βは、負荷電流Ｉｏ１、Ｉｏ２の各値が同じ場合に生じる監視電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２の差分を表す。
Ｐ２＝（Ｖｄ１＋β−Ｉｏ２・Ｒｂ）・Ｉｏ２ ……… 式（３）
この場合、電力損失Ｐ１と電力損失Ｐ２との差分Ｐａは、以下の式（４）で表される。
Ｐａ＝Ｐ２−Ｐ１＝β・Ｉｏ２ ……… 式（４）
すなわち、電流調整回路３２では電流調整回路３１に比べて、電力損失がＰａだけ大きくなる。例えば、βが３Ｖ、Ｉｏ２が０．２Ａである場合、Ｐａは０．６Ｗになる。このような電力損失Ｐ１と電力損失Ｐ２との差分Ｐａを許容できる仕様のトランジスタを、トランジスタ３ａに用いる必要がある。

また、光源２１、２２の一方が全点灯（調光レベル１００％）し、光源２１、２２の他方が調光点灯（調光レベル１００％未満）しているときに、電力損失Ｐ１、Ｐ２がともに、全点灯時の電力損失の値を上回らないように、順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２の各ばらつきを抑える必要がある。例えば、順方向電圧のランクが同一である複数のＬＥＤ素子２ａ及び複数のＬＥＤ素子２ｂを用いることで、順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２の各ばらつきを抑えることができる。

（変形例）
電圧制御回路４１は、指示信号Ｓ０によって指示された混色光の色温度に応じて、監視電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２から対象監視電圧を選択してもよい。この場合、電圧制御回路４１は、メモリなどに対応データを予め記憶している。対応データは、色温度の範囲毎に、監視電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２のいずれかを対応付けたデータである。

図４の関係を示す対応データでは、第１範囲８１に監視電圧Ｖｄ２が対応付けられ、第２範囲８２に監視電圧Ｖｄ１が対応付けられる。そして、電圧制御回路４１は、指示信号Ｓ０によって指示された混色光の色温度が第１範囲８１に収まれば、監視電圧Ｖｄ２を対象監視電圧として選択する。電圧制御回路４１は、指示信号Ｓ０によって指示された混色光の色温度が第２範囲８２に収まれば、監視電圧Ｖｄ１を対象監視電圧として選択する。本変形例においても、電流調整回路３１、３２の各電力損失を低減することができる。

なお、上述の実施形態及び変形例の照明装置Ａ１は、色温度が異なる２つの光源２を備えているが、色温度が異なる３つ以上の光源２を備えてもよい。この場合、点灯装置１０は、３つ以上の光源２にそれぞれ対応する３つ以上の電流調整回路３を備える。そして、電圧制御回路４１は、３つ以上の電流調整回路３の各監視電圧のうち最小となる監視電圧を対象監視電圧として選択する。また、電圧制御回路４１は、変形例と同様に、調光可能な色温度の全範囲を３つ以上の範囲に分割し、指示信号Ｓ０によって指示された混色光の色温度が属する範囲に対応する監視電圧を対象監視電圧として選択してもよい。

なお、光源２は、固体発光素子としてＬＥＤを有する構成に限らない。光源２は、例えば、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）、又は半導体レーザ（Laser Diode、LD）などの他の固体発光素子を有していてもよい。

また、スイッチング素子１３、及びトランジスタ３ａは、ＭＯＳＦＥＴに限定されず、Ｊ−ＦＥＴ（Junction Field Effect Transistor）、又はバイポーラトランジスタなどの他のスイッチング素子（トランジスタ）であってもよい。

以上のように、実施形態に係る第１の態様の点灯装置（１０）は、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源（２）をそれぞれ点灯させる。点灯装置（１０）は、電源回路（１）と、電圧制御回路（４１）と、を備える。電源回路（１）は、直流の出力電圧（Ｖｏ）を一対の導体（Ｗ１、Ｗ２）間に印加する。電圧制御回路（４１）は、電源回路（１）を制御する。一対の導体（Ｗ１、Ｗ２）間には複数の電流経路（Ｒ１、Ｒ２）が並列接続している。複数の電流経路（Ｒ１、Ｒ２）のそれぞれには、複数の光源（２）のいずれかと、当該電流経路（Ｒ１、Ｒ２）に流れる負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）を調整する電流調整回路（３）とが含まれる。電圧制御回路（４１）は、複数の光源（２）のうち、光の強度が最も大きい光源（２）に対応する電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）を、対象監視電圧として選択する。そして、電圧制御回路（４１）は、対象監視電圧の値が目標電圧値に一致するように、出力電圧（Ｖｏ）をフィードバック制御する。

上述の点灯装置（１０）は、１つの電源回路（１）から複数の光源（２１、２２）にそれぞれ供給される負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）を調整でき、かつ、電流調整回路（３）における電力損失を低減できる。

また、実施形態に係る第２の態様の点灯装置（１０）は、第１の態様において、電流制御回路（４２）をさらに備えることが好ましい。電流制御回路（４２）は、複数の電流調整回路（３）を制御して、各負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）の値をそれぞれの目標電流値に一致させることで、複数の光源（２）の各光の混色光を調色する。

上述の点灯装置（１０）は、調色制御を行うことができる。

また、実施形態に係る第３の態様の点灯装置（１０）では、第２の態様において、電圧制御回路（４１）は、複数の電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）のうち最小となる両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）を対象監視電圧として選択することが好ましい。

上述の点灯装置（１０）は、複数の電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）から、対象監視電圧を容易に選択できる。

また、実施形態に係る第４の態様の点灯装置（１０）では、第２の態様において、電圧制御回路（４１）は、混色光の色温度の範囲（８１、８２）毎に、複数の電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）のいずれかを対応付けた対応データを予め記憶することが好ましい。電圧制御回路（４１）は、混色光の色温度を指示する指示信号（Ｓ０）を外部から取得し、対応データに基づいて、複数の電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）のうち、指示信号（Ｓ０）によって指示された混色光の色温度に対応する電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）を、対象監視電圧として選択する。

上述の点灯装置（１０）は、複数の電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）から、対象監視電圧を容易に選択できる。

また、実施形態に係る第５の態様の点灯装置（１０）は、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源（２）をそれぞれ点灯させる。点灯装置（１０）は、電源回路（１）と、電圧制御回路（４１）と、電流制御回路（４２）と、を備える。電源回路（１）は、直流の出力電圧（Ｖｏ）を一対の導体（Ｗ１、Ｗ２）間に印加する。電圧制御回路（４１）は、電源回路（１）を制御する。一対の導体（Ｗ１、Ｗ２）間には複数の電流経路（Ｒ１、Ｒ２）が並列接続している。複数の電流経路（Ｒ１、Ｒ２）のそれぞれには、複数の光源（２）のいずれかと、当該電流経路（Ｒ１、Ｒ２）に流れる負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）を調整する電流調整回路（３）とが含まれる。電流制御回路（４２）は、複数の電流調整回路（３）を制御して、各負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）の値をそれぞれの目標電流値に一致させることで、複数の光源（２）の各光の混色光を調色する。電圧制御回路（４１）は、混色光の色温度の範囲（８１、８２）毎に、複数の電流調整回路（３）の両端電圧のいずれかを対応付けた対応データを予め記憶している。電圧制御回路（４１）は、混色光の色温度を指示する指示信号（Ｓ０）を外部から取得し、対応データに基づいて、複数の電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）のうち、指示信号（Ｓ０）によって指示された混色光の色温度に対応する電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）を、対象監視電圧として選択する。電圧制御回路（４１）は、対象監視電圧の値が目標電圧値に一致するように、出力電圧（Ｖｏ）をフィードバック制御する。対応データでは、混色光の色温度が高くなるにつれて、範囲（８１、８２）毎に対応付けられた複数の電流調整回路（３）の両端電圧（Ｖｄ１、Ｖｄ２）にそれぞれ対応する光源（２）の色温度がより高くなる。

上述の点灯装置（１０）は、１つの電源回路（１）から複数の光源（２１、２２）にそれぞれ供給される負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）を調整でき、かつ、電流調整回路（３）における電力損失を低減できる。

また、実施形態に係る第６の態様の点灯装置（１０）では、第１乃至第５の態様のいずれか一つにおいて、電流調整回路（３）は、光源（２）と電気的に直列接続されるトランジスタ（３ａ）と抵抗（３ｂ）を有することが好ましい。そして、電流調整回路（３）は、トランジスタ（３ａ）における電圧降下が制御されることによって、負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）を調整する。

上述の点灯装置（１０）は、トランジスタ（３ａ）における電力損失を低減できる。

また、実施形態に係る第７の態様の照明装置（Ａ１）は、第１乃至第６の態様のいずれか一つの点灯装置（１０）と、点灯装置（１０）によって点灯し、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源（２）と、を備える。

上述の照明装置（Ａ１）は、１つの電源回路（１）から複数の光源（２１、２２）にそれぞれ供給される負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）を調整でき、かつ、電流調整回路（３）における電力損失を低減できる。

また、実施形態に係る第８の態様の照明装置（Ａ１）は、第７の態様において、複数の光源（２）をそれぞれ流れる負荷電流（Ｉｏ１、Ｉｏ２）の値が同じであれば、複数の光源（２）の各両端電圧（Ｖｆ１、Ｖｆ２）は同じであることが好ましい。

上述の照明装置（Ａ１）は、複数の光源（２）の各両端電圧（Ｖｆ１、Ｖｆ２）の各ばらつきを抑えることができる。

また、実施形態に係る第９の態様の照明装置（Ａ１）は、第７又は第８の態様において、複数の光源（２）のそれぞれは、同一の電圧−電流特性を有する１つ以上の固体発光素子（２ａ、２ｂ）を備えることが好ましい。

上述の照明装置（Ａ１）は、複数の光源（２）の各両端電圧（Ｖｆ１、Ｖｆ２）の各ばらつきを抑えることができる。

また、実施形態に係る第１０の態様の照明装置（Ａ１）は、第７乃至第９の態様において、複数の光源（２）は、白色光を発する白色光源（２１）、及び電球色の光を発する電球色光源（２２）を含むことが好ましい。

上述の照明装置（Ａ１）は、演色性の高い照明を可能にする。

また、上述の実施形態および変形例は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態および変形例に限定されることはなく、この実施形態および変形例以外であっても、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ことは勿論である。

Ａ１ 照明装置
１０ 点灯装置
１ 電源回路
２ 光源
２１ 白色光源
２２ 電球色光源
２ａ、２ｂ ＬＥＤ素子（固体発光素子）
３、３１、３２ 電流調整回路
３ａ トランジスタ
３ｂ 検出抵抗（抵抗）
４１ 電圧制御回路
４２ 電流制御回路
８１ 第１範囲（色温度の範囲）
８２ 第２範囲（色温度の範囲）
Ｗ１ 第１導体（導体）
Ｗ２ 第２導体（導体）
Ｒ１、Ｒ２ 電流経路
Ｉｏ１、Ｉｏ２ 負荷電流
Ｖｄ１、Ｖｄ２ 監視電圧
Ｖｆ１、Ｖｆ２ 順方向電圧
Ｖｏ 出力電圧
Ｓ０ 指示信号

Claims (10)

1. 互いに色温度が異なる光を発する複数の光源をそれぞれ点灯させる点灯装置であって、
   直流の出力電圧を一対の導体間に印加する電源回路と、
   前記電源回路を制御する電圧制御回路と、を備え、
   前記一対の導体間には複数の電流経路が並列接続し、前記複数の電流経路のそれぞれには、前記複数の光源のいずれかと、当該電流経路に流れる負荷電流を調整する電流調整回路とが含まれ、
   前記電圧制御回路は、前記複数の光源のうち、前記光の強度が最も大きい光源に対応する前記電流調整回路の両端電圧を、対象監視電圧として選択し、前記対象監視電圧の値が目標電圧値に一致するように、前記出力電圧をフィードバック制御する
   点灯装置。
2. 前記複数の電流調整回路を制御して、前記各負荷電流の値をそれぞれの目標電流値に一致させることで、前記複数の光源の前記各光の混色光を調色する電流制御回路、をさらに備える
   請求項１記載の点灯装置。
3. 前記電圧制御回路は、前記複数の電流調整回路の両端電圧のうち最小となる両端電圧を前記対象監視電圧として選択する
   請求項２記載の点灯装置。
4. 前記電圧制御回路は、
   前記混色光の色温度の範囲毎に、前記複数の電流調整回路の両端電圧のいずれかを対応付けた対応データを予め記憶し、
   前記混色光の色温度を指示する指示信号を外部から取得し、
   前記対応データに基づいて、前記複数の電流調整回路の両端電圧のうち、前記指示信号によって指示された前記混色光の色温度に対応する電流調整回路の両端電圧を、前記対象監視電圧として選択する
   請求項２記載の点灯装置。
5. 互いに色温度が異なる光を発する複数の光源をそれぞれ点灯させる点灯装置であって、
   直流の出力電圧を一対の導体間に印加する電源回路と、
   前記電源回路を制御する電圧制御回路と、
   電流制御回路と、を備え、
   前記一対の導体間には複数の電流経路が並列接続し、前記複数の電流経路のそれぞれには、前記複数の光源のいずれかと、当該電流経路に流れる負荷電流を調整する電流調整回路とが含まれ、
   前記電流制御回路は、前記複数の電流調整回路を制御して、前記各負荷電流の値をそれぞれの目標電流値に一致させることで、前記複数の光源の前記各光の混色光を調色し、
   前記電圧制御回路は、
   前記混色光の色温度の範囲毎に、前記複数の電流調整回路の両端電圧のいずれかを対応付けた対応データを予め記憶し、
   前記混色光の色温度を指示する指示信号を外部から取得し、
   前記対応データに基づいて、前記複数の電流調整回路の両端電圧のうち、前記指示信号によって指示された前記混色光の色温度に対応する電流調整回路の両端電圧を、前記対象監視電圧として選択し、
   前記対象監視電圧の値が目標電圧値に一致するように、前記出力電圧をフィードバック制御し、
   前記対応データでは、前記混色光の色温度が高くなるにつれて、前記範囲毎に対応付けられた前記複数の電流調整回路の両端電圧にそれぞれ対応する前記光源の色温度がより高くなる
   点灯装置。
6. 前記電流調整回路は、前記光源と電気的に直列接続されるトランジスタと抵抗を有し、前記トランジスタにおける電圧降下が制御されることによって、前記負荷電流を調整する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の点灯装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の点灯装置と、
   前記点灯装置によって点灯し、互いに色温度が異なる光を発する複数の光源と、を備える
   照明装置。
8. 前記複数の光源をそれぞれ流れる前記負荷電流の値が同じであれば、前記複数の光源の各両端電圧は同じである
   請求項７記載の照明装置。
9. 前記複数の光源のそれぞれは、同一の電圧−電流特性を有する１つ以上の固体発光素子を備える
   請求項７又は８記載の照明装置。
10. 前記複数の光源は、白色光を発する白色光源、及び電球色の光を発する電球色光源を含む
    請求項７乃至９のいずれか一項に記載の照明装置。