JP5295329B2

JP5295329B2 - 照明装置及び調光装置

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Description

本発明は、外部から供給される制御信号に応じて光源の光量を変更するように構成された照明装置及び調光装置に関する。

室内外の照明用途に供される照明装置においては、従来、白熱電球、蛍光灯等が光源として用いられている。近年、発光ダイオード（以下ＬＥＤという）の高輝度化が進むと共に、青色ＬＥＤが開発されたことにより、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤが実用化され、これに伴い、小型、低消費電力、長寿命等の特性を有するＬＥＤが照明用の光源として用いられている。

従来の光源を用いた照明装置においては、調光制御装置等の外部機器からの調光信号等の制御信号に応じて、光源を調光可能なように構成してある照明装置が広く用いられている。この制御信号として、調光レベル（明るさのレベル）に応じてデューティ比を変化させた信号であるＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号が一般に用いられている。そして、ＬＥＤを光源として用いる照明装置においても同様に、このような制御信号に応じて光源を調光可能なように構成された照明装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された照明装置は、外部から制御信号として入力されたパルス信号に基づいて、ＬＥＤへの印加電圧の制御と、ＬＥＤ電流を断続するスイッチング素子によるスイッチング調光とを組み合わせて調光制御を行うように構成してある。この照明装置においては、制御信号に基づいて、調光度合いが浅い時（明るいとき）には、ＬＥＤへの印加電圧を一定にしてスイッチング素子のオン／オフ動作のオン時間を変化させ、調光度合いが深い時（暗いとき）には、スイッチング素子のオン／オフ動作のオン時間を一定にして、ＬＥＤに印加する電圧を可変制御するように構成してある。これにより、調光度合いが深い時（暗いとき）にまで制御信号に比例して調光を行うことができる。

特開２００３−１５７９８６号公報

しかしながら、特許文献１に係る照明装置は、スイッチング素子のオン／オフ動作によりＬＥＤに供給される平均電流値を変化させて調光を行うように構成してあるから、スイッチング素子のオン／オフ動作に伴ってノイズが発生するという問題があった。また、発光効率（＝光量／入力電力）が良くないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、発光効率を向上することができると共に、ノイズの発生を低減することができる照明装置及び調光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、光源と、該光源の光量を制御信号に基づいて制御する制御部とを備える照明装置において、前記制御信号を、前記光源に供給する電流及び電圧のそれぞれの設定値に対応する基準電圧に変換して、前記制御部に出力する調光部を備え、前記制御部は、前記基準電圧に基づいて、前記光源に供給する電流及び電圧が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流及び電圧の大きさを変化させて光量を制御する定電流制御部及び定電圧制御部からなる光量制御手段を備え、前記光源の光量が所定値よりも大きい場合は、前記定電流制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流の大きさを制御し、前記光源の光量が所定値よりも小さい場合は、前記定電圧制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電圧の大きさを制御し、前記所定値は、前記光源に電源を供給する電源部の電流−電圧特性を示す線と前記光源の電流−電圧特性を示す線とが交差する点の電流値に対応する光量であることを特徴とする。

本発明にあっては、制御部は、光源に供給する電流が設定値になるように制御する定電流制御部と、光源に供給する電圧が設定値になるように制御する定電圧制御部とを備えており、制御信号に応じて前記設定値を変更する。この設定値の変更に応じて、光源に供給する電流及び電圧の大きさが変化し、光量が制御されることになる。この構成により、制御信号に応じて光源の光量を変化させた場合に、光源の光量が大であるときは、定電流制御部の設定電流に応じて光源を発光させ、光源の光量が小であるときは、定電圧制御部の設定電圧に応じて光源を発光させることが可能となり、所定値は、光源に電源を供給する電源部の電流―電圧特性を示す線と光源の電流―電圧特性を示す線とが交差する点の電流値に対応する光量であるから、光源の光量の広い範囲に亘って、制御信号に応じて安定して調光を行うことができる。
本発明に係る照明装置は、前記調光部は、前記制御信号をアナログ電圧に変換する変換部と、変換された前記アナログ電圧を、前記光源に供給する電流及び電圧のそれぞれの設定値に対応するそれぞれの基準電圧に変換して、前記制御部に出力する出力部とを備え、前記変換部は、前記制御信号が示す光源の調光レベルの高／低に応じて、低／高となるアナログ電圧に変換することを特徴とする。
本発明にあっては、調光部は、変換部が、制御信号をアナログ電圧に変換し、出力部が、変換されたアナログ電圧を、光源に供給する電流及び電圧のそれぞれの設定値に対応するそれぞれの基準電圧に変換して、制御部に出力する。変換部は、制御信号が示す光源の調光レベルの高／低に応じて、低／高となるアナログ電圧に変換する。

本発明に係る照明装置は、前記定電流制御部及び定電圧制御部は、供給される電源電圧を所定電圧に降圧するスイッチング回路部に接続されており、前記設定値に応じて、前記スイッチング回路部をフィードバック制御することを特徴とする。

本発明にあっては、定電流制御部及び定電圧制御部は、供給される電源電圧を所定電圧に降圧するスイッチング回路部に接続されており、設定値に応じて、スイッチング回路部をフィードバック制御する。

本発明に係る照明装置は、１つの前記変換部により変換されたアナログ電圧を、前記定電流制御部及び定電圧制御部の個別に接続された複数の前記出力部の何れかに供給することを特徴とする。

本発明にあっては、１つの変換部により変換されたアナログ電圧を、定電流制御部及び定電圧制御部の個別に接続された複数の出力部の何れかに供給する。
本発明に係る照明装置は、前記出力部は、前記アナログ電圧を前記光源に供給する電流の設定値に対する基準電圧に変換して出力する第一の出力部と、前記アナログ電圧を前記光源に供給する電圧の設定値に対する基準電圧に変換して出力する第二の出力部とを備え、前記変換部は、前記第一の出力部及び前記第二の出力部のそれぞれに前記アナログ電圧を出力することを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、前記アナログ電圧の範囲は、前記基準電圧の範囲よりも狭いことを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、前記制御信号はＰＷＭ制御信号であり、前記変換部は、該ＰＷＭ制御信号を該ＰＷＭ制御信号のパルス幅に応じてアナログ電圧に変換することを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする。

本発明にあっては、光源としてＬＥＤを用いているから、電流及び／又は電圧を変更しての光量（発光強度）を変更することにより、調光制御をきめ細かく行うことができる。
本発明に係る調光装置は、光源の光量を制御信号に基づいて制御する制御部を備える調光装置において、前記制御信号を、前記光源に供給する電流及び電圧のそれぞれの設定値に対応する基準電圧に変換して、前記制御部に出力する調光部を備え、前記制御部は、前記基準電圧に基づいて、前記光源に供給する電流及び電圧が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流及び電圧の大きさを変化させて光量を制御する定電流制御部及び定電圧制御部を有する光量制御手段を備え、前記光源の光量が所定値よりも大きい場合は、前記定電流制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流の大きさを制御し、前記光源の光量が所定値よりも小さい場合は、前記定電圧制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電圧の大きさを制御し、前記所定値は、前記光源に電源を供給する電源部の電流−電圧特性を示す線と前記光源の電流−電圧特性を示す線とが交差する点の電流値に対応する光量であることを特徴とする。

本発明によれば、発光効率を向上することができると共に、ノイズの発生を低減することができる。

開示技術１に係る照明装置及び調光装置の概略構成を示すブロック図である。開示技術１に係る照明装置及び調光装置の主要部の概略構成を示すブロック図である。図１における調光部のブロック図である。図３における変換部の出力特性を示す図である。図３において、制御信号とスケーリングアンプ部により定電流制御部に与えられるアナログ電圧との関係を示す図である。図３における定電流制御部の基準電圧と設定値との関係を示す図である。開示技術２に係る照明装置の主要部の概略構成を示すブロック図である。図７において、制御信号とスケーリングアンプ部により定電圧制御部に与えられるアナログ電圧との関係を示す図である。図７における定電圧制御部の基準電圧と設定値との関係を示す図である。本発明の実施の形態に係る照明装置の主要部の概略構成を示すブロック図である。図１０における調光部のブロック図である。本実施の形態に係る電源部の出力特性を示す図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（開示技術１）
図１は、開示技術１に係る照明装置及び調光装置の概略構成を示すブロック図である。開示技術１に係る照明装置１００は、商用電源等の外部電源により電力が供給される調光制御装置２００により電力が供給される電源部１を備えている。また照明装置１００は、調光制御装置２００の制御信号出力端子に接続され、与えられた制御信号に応じた信号を電源部１に与える調光部２を備えている。電源部１には、該電源部１から電力が供給される発光部３が接続してあり、該発光部３は前記調光制御装置２００により与えられる制御信号に応じた光量にて点灯する。

図２は、開示技術１に係る照明装置１００及び調光装置の主要部の概略構成を示すブロック図である。図３は、図１における調光部２のブロック図である。電源部１は、交流電流に含まれるノイズを除去するノイズフィルタ回路部１１を備えている。ノイズフィルタ回路部１１の入力端には、調光制御装置２００の電源出力端子が接続してあり、出力端には、ダイオードブリッジからなる整流回路部１２の入力端が接続してある。整流回路部１２は、ノイズフィルタ回路部１１によりノイズが除去された交流電流の全波整流を行う。

整流回路部１２の出力端には、平滑回路部１３が接続してあり、平滑回路部１３の出力端には、スイッチング回路部１４が接続してある。

スイッチング回路部１４は、平滑回路部１３からの電力供給を受けてスイッチング動作をして、例えば１００Ｖの電源電圧を３５Ｖの電源電圧に降圧する。スイッチング回路部１４には、定電流制御部１５及び定電圧制御部１６が接続してある。

定電流制御部１５は、発光部３に供給される電流（電源部１の出力電流）を設定値になるように制御するように構成してある。即ち、スイッチング回路部１４により与えられた出力電流が設定値になるようにスイッチング回路部１４のスイッチング動作を制御することにより、電源部１から発光部３に供給される電流を一定に保つフィードバック制御をする。電流の設定値は、後述する調光部２により与えられる。

定電圧制御部１６は、発光部３に供給される電圧（電源部１の出力電圧）を設定値以下になるように制御するように構成してある。即ち、出力電圧が設定値よりも高いとき、スイッチング回路部１４のスイッチング動作を制御することにより、電源部１から発光部３に供給される電圧を設定値以下に保つフィードバック制御をする。なお、電圧の設定値は、例えば、３５Ｖであり、発光部３が調光レベル１００％にて点灯する場合の電源部１の出力電圧よりも高い値に設定してある。

このように構成された電源部１には、複数の表面実装型ＬＥＤからなる発光部３が接続してある。

調光部２は、調光制御装置２００の制御信号出力端子に接続される端子台２１を備えている。端子台２１には、調光制御装置２００の制御信号出力端子が接続してある。制御信号（調光信号）は、図３に示すように、正のパルス信号であり、調光レベル（明るさのレベル）に応じてデューティ比の異なるＰＷＭ信号である。本開示技術においては、図示の如く、調光レベルの高（明）／低（暗）に応じて、ＰＷＭ信号のパルス幅（オン時間の幅）が小／大となるようにしてある。なお、調光レベル１００％は、出力１００％での点灯状態を示しており、調光レベル０％は、消灯状態を示しており、調光レベル５０％は、調光レベル１００％の半分の明るさを示している。なお、本開示技術においては、制御信号を調光レベルの高（明）／低（暗）に応じて、ＰＷＭ信号のパルス幅が小／大となるようにしてあるが、逆であってもよい。

端子台２１には、ダイオードブリッジを用いてなる信号整流部２２の入力端が接続してあり、信号整流部２２に制御信号が与えられる。これにより、端子台２１における信号線の接続の正逆の如何にかかわらず、同一の制御信号を信号整流部２２から出力できる。

信号整流部２２の出力端には、絶縁インターフェース部（絶縁Ｉ／Ｆ部）２３の入力端が接続してあり、絶縁インターフェース部２３の出力端には、デジタル信号である制御信号をアナログ電圧に変換する変換部２４が接続してある。絶縁インターフェース部２３は、フォトカプラからなり、調光制御装置２００の側と照明装置１００の側とを電気的に絶縁してあるから、照明装置１００（又は調光制御装置２００）の構成部品の故障等による影響を調光制御装置２００（又は照明装置１００）に与えることがなく、信頼性又は安全性を確保することができる。

変換部２４は、ローパスフィルタであり、例えば、１（ｋＨｚ）の制御信号に対して１００（Ｈｚ）以上をカットするローパスフィルタを用いて、パルス信号を積分してアナログ電圧に変換する。図４は、図３における変換部２４の出力特性を示す図である。図４の横軸は、制御信号のオンデューティ比（％）を、縦軸は変換部２４の出力電圧（Ｖ）を夫々示している。調光レベルの高／低に応じて、ＰＷＭ信号のパルス幅が小／大となるようにしてあるから、図に示すように、変換部２４の出力電圧は調光レベルの高／低に応じて、低／高となる。

変換部２４には、スケーリングアンプ部２５の入力端が接続してあり、スケーリングアンプ部２５の出力端には、定電流制御部１５が接続してある。スケーリングアンプ部２５には、変換部２４の出力信号が与えられる。スケーリングアンプ部２５は、変換部２４により変換されたアナログ電圧を、定電流制御部１５において用いられる電流設定値に対応するアナログ電圧に変換して、変換されたアナログ電圧を定電流制御部１５に出力する。図５は、図３において、制御信号とスケーリングアンプ部２５により定電流制御部１５に与えられるアナログ電圧との関係を示す図である。図５の横軸は、制御信号のオンデューティ比（％）を、縦軸はスケーリングアンプ部２５の出力電圧（Ｖ）であり、換言すると定電流制御部１５に与えられるアナログ電圧である基準電圧（Ｖ）（定電流制御部１５の比較回路の非反転入力端子電圧（Ｖ））を夫々示している。スケーリングアンプ部２５において、変換部２４の出力電圧が、定電流制御部１５において規定されているアナログ電圧に対応する範囲になるように変換されることになる。本開示技術においては、変換部２４の出力電圧は、約０．２５〜２．２Ｖの範囲に亘っており、スケーリングアンプ部２５の出力電圧は、約０．７５〜０．８６Ｖの狭い範囲になっている。

図６は、図３における定電流制御部１５の基準電圧と設定値との関係を示す図である。図６の横軸は、定電流制御部１５の基準電圧（Ｖ）（図５の縦軸に対応）を、縦軸は、定電流制御部１５の電流の設定値を夫々示している。図５及び図６に示すように、調光レベルが１００％であるとき、定電流制御部１５の基準電圧はＶb （Ｖ）となり、定電流制御部１５の設定値はＩb （Ａ）となる。調光レベルが０％であるとき、定電流制御部の基準電圧はＶa （Ｖ）となり、定電流制御部１５の設定値はＩa （Ａ）となる。即ち、調光レベルが０％から１００％の範囲に亘って変化する制御信号に応じて、電流の設定値は、０（ｍＡ）から約３００（ｍＡ）の範囲に亘って変化することになる。

この結果、発光部３に供給される電流は、制御信号に応じて定まる設定値の一定の連続電流となる。例えば、調光レベル５０％のときは、約１５０（ｍＡ）の連続電流が発光部３に供給される。発光部３に供給される電源電圧は、予め設定された電圧を設定値とする定電圧制御部１６により前記設定値以下になるように制御される。

調光制御装置２００は、例えば、室内の壁等に設けてあり、商用電源等の外部電源に接続される接続端子と、照明装置１００の電源部１に電力を供給する電源出力端子と、照明装置１００の調光部２に制御信号を出力する制御信号出力端子と、使用者の入力操作を受付ける入力部とを備えている。入力部は、調光レベル０〜１００％に対応する回転式の調光ボリュームを含んでなる。調光制御装置２００は、使用者の入力操作に応じて、照明装置１００の電源部１に電力を供給すると共に、照明装置１００の調光部２に制御信号を供給する。

調光部２に与えられた制御信号は、調光部２の端子台２１、信号整流部２２及び絶縁インターフェース部２３を介して変換部２４に与えられる。変換部２４は、与えられた制御信号をアナログ電圧に変換する。前述したように制御信号のアナログ電圧への変換は、変換部２４において制御信号をパルス幅に応じてアナログ電圧に変換することによりなされる。そして、取込まれた制御信号は、図４に示す出力特性に応じてアナログ電圧に変換される。

この変換されたアナログ電圧に応じて、定電流制御部１５の設定値が変更される。前述したように定電流制御部１５の設定値の変更は、スケーリングアンプ部２５において、図５に示す如く、変換部２４において変換されたアナログ電圧を定電流制御部１５において規制されているアナログ電圧に対応する範囲になるように変換し、変換されたアナログ電圧が定電流制御部１５に基準電圧として与えられることによりなされる。なお、定電流制御部１５に与えられる基準電圧と設定値は、前述したように図６に示す関係にある。

このように変更された設定値に基づいて、定電流制御部１５は電源部１の出力電流の制御を行う。定電流制御部１５による電源部１の出力電流の制御は、スイッチング回路部１４により与えられた出力電流が設定値になるようにスイッチング回路部１４のスイッチング動作を制御することによりなされる。即ち、定電流制御部１５が、光源である発光部３に供給する電流の大きさを変化させて光量を制御する光量制御手段として機能する。

以上のように構成された開示技術１に係る照明装置１００において、調光制御装置２００により電源部１に電力が供給され、調光制御装置２００により調光部２に制御信号が供給されたとき、定電流制御部１５により、前述したように制御信号に応じて発光部３のＬＥＤに供給する電流の大きさを変化させているから、発光部３のＬＥＤが制御信号に応じた所定の光量（発光強度）にて点灯する。この結果、照明装置１００は、調光制御装置２００により与えられた調光レベルにて点灯する。以上のように、ＬＥＤに供給する電流の大きさを変化させることにより、調光を行っているから、スイッチング素子のオン／オフ動作のオン時間を変化させて、ＬＥＤに供給される平均電流値を変化させて調光を行うＰＷＭ方式とは異なり、スイッチング素子のオン／オフ動作に伴うノイズが発生しないから、ノイズを低減することができる。また、ＰＷＭ方式と比較して、少ない入力電力にて所定の光量を得ることができ、発光効率を向上することができる。例えば、調光率２０〜３０％の近傍でＬＥＤ発光効率がＰＷＭ方式に比較して１０％程度向上する。

また、ＰＷＭ信号のパルス幅に応じてアナログ電圧に変換するように変換部２４を構成してあるから、ＰＷＭ信号に応じてＬＥＤの調光を行うことができ、既存の調光制御装置を用いることができる。

（開示技術２）
図７は、開示技術２に係る照明装置１００ａの主要部の概略構成を示すブロック図である。調光部２ａの変換部２４には、スケーリングアンプ部２６の入力端が接続してあり、スケーリングアンプ部２６の出力端には、定電圧制御部１６が接続してある。スケーリングアンプ部２６には、変換部２４の出力信号が与えられる。スケーリングアンプ部２６は、変換部２４により変換されたアナログ電圧を、定電圧制御部１６において用いられる電圧設定値に対応するアナログ電圧に変換して、変換されたアナログ電圧を定電圧制御部１６に出力する。なお、変換部２４によるＰＷＭ信号のアナログ電圧への変換は、開示技術１において述べた方法と同一であるので、説明は省略する。

図８は、図７において、制御信号とスケーリングアンプ部２６により定電圧制御部１６に与えられるアナログ電圧との関係を示す図である。図８の横軸は、制御信号のオンデューティ比（％）を、縦軸はスケーリングアンプ部２６の出力電圧（Ｖ）であり、換言すると定電圧制御部１６に与えられるアナログ電圧である基準電圧（Ｖ）を夫々示している。スケーリングアンプ部２６において、変換部２４の出力電圧が、定電圧制御部１６において規定されているアナログ電圧に対応する範囲になるように変換されることになる。

図９は、図７における定電圧制御部１６の基準電圧と設定値との関係を示す図である。図９の横軸は、定電圧制御部１６の基準電圧（Ｖ）（図８の縦軸に対応）を、縦軸は、定電圧制御部１６の設定値を夫々示している。例えば、調光レベルが５０％であるとき、定電圧制御部１６の基準電圧はＶc （Ｖ）（約１．０９Ｖ）となり、定電圧制御部１６の設定値はＶd （Ｖ）（約２５．５Ｖ）となる。図８及び図９に示すように、調光レベルが０（％）から１００（％）の範囲に亘って変化する制御信号に応じて、電圧の設定値は、約１６（Ｖ）から約３５（Ｖ）の範囲に亘って変化することになる。

この結果、発光部３に供給される電圧は、制御信号に応じて定まる設定値の一定の電圧になる。なお、発光部３に供給される電流は、予め設定された電流を設定値とする定電流制御部１５により制御される。その他の構成は、図２に示す開示技術１と同様であるため、対応する構成部材に図２と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。

以上のように構成された開示技術２に係る照明装置１００ａにおいて、調光制御装置２００により電源部１に電力が供給され、調光制御装置２００により調光部２に制御信号が供給されたとき、定電圧制御部１６により、前述したように制御信号に応じて発光部３のＬＥＤに供給する電圧の大きさを変化させているから、発光部３のＬＥＤが制御信号に応じた所定の光量（発光強度）にて点灯する。即ち、定電圧制御部１６が、光源である発光部３に供給する電圧の大きさを変化させて光量を制御する光量制御手段として機能する。以上のように、ＬＥＤに供給する電圧の大きさを変化させることにより、調光を行っているから、スイッチング素子のオン／オフ動作によりＬＥＤに供給される平均電流値を変化させて調光を行うＰＷＭ方式とは異なり、スイッチング素子のオン／オフ動作に伴うノイズが発生しないから、ノイズを低減することができる。

（実施の形態）
図１０は、本発明の実施の形態に係る照明装置１００ｂの主要部の概略構成を示すブロック図である。図１１は、図１０における調光部２ｂのブロック図である。調光部２ｂの変換部２４には、スケーリングアンプ部２５の入力端が接続してあり、スケーリングアンプ部２５の出力端には、定電流制御部１５が接続してある。また、調光部２ｂの変換部２４には、スケーリングアンプ部２６の入力端が接続してあり、スケーリングアンプ部２６の出力端には、定電圧制御部１６が接続してある。その他の構成は、図２及び図３に示す開示技術１と同様であるため、対応する構成部材に図２及び図３と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。

定電流制御部１５は、開示技術１において述べたように、制御信号に応じて発光部３に供給する電流の大きさを変化させるように構成してある。一方、定電圧制御部１６は、開示技術２において述べたように、制御信号に応じて発光部３に供給する電圧の大きさを変化させるように構成してある。このように制御信号に応じて電流及び電圧の大きさを変化させることにより得られる電源部１の出力特性について、以下に述べる。

図１２は、本実施の形態に係る電源部１の出力特性を示す図である。図１２の横軸は、出力電流値（ｍＡ）を、縦軸は、出力電圧値（Ｖ）を夫々示している。図中の黒塗り四角は電源部１の定電圧特性（開示技術２に対応）を、黒塗り三角は定電流特性（開示技術１に対応）を夫々示している。黒塗り菱形は本実施の形態に係る電源部１の出力特性を、破線は発光部３の電流−電圧特性を夫々示している。

電流及び電圧の大きさが制御されるように構成された本実施の形態に係る電源部１の出力特性は、調光レベル１００％のときは、出力電流値が３００（ｍＡ）に、出力電圧値が３５（Ｖ）になり、調光レベル０％のときは、出力電流値が０（ｍＡ）に、出力電圧値が約１６（Ｖ）になり、調光レベルに応じてこの線上を移動する。発光部３の電流−電圧特性を示す線と、電源部１の出力特性を示す線とが、図示の如く、出力電流値が約１２０（ｍＡ）近傍で交叉している。

電源部１の出力特性を示す線の方が発光部３の電流−電圧特性を示す線よりも上にある例として、調光レベル１００％について考える。電源部１の出力電圧を３５（Ｖ）以下になるように定電圧制御部１６により制御してあるから、発光部３には３５（Ｖ）までの電圧を印加することができる。発光部３に３００（ｍＡ）の電流を供給したときに発光部３に発生する電圧は、発光部３の電流−電圧特性から分かるように、約２２（Ｖ）（ＬＥＤのばらつきに応じて、約２２〜３０Ｖの範囲）であり、発光部３に発生する電圧よりも電源部１の出力電圧の方が高くなる。従って、発光部３を流れる電流は、定電圧制御部１６による制御の影響を受けることなく、定電流制御部１５により３００（ｍＡ）の一定電流に制御される。即ち、電源部１の出力特性を示す線の方が発光部３の電流−電圧特性を示す線よりも上にあるときは、定電流制御部１５により発光部３に供給する電流の大きさを変化させる制御をした場合（開示技術１に対応）と同様になる。

一方、電源部１の出力特性を示す線の方が発光部３の電流−電圧特性を示す線よりも下にある例として、調光レベル約２５％（図１２中の左から３つ目の黒塗り菱形、出力電圧約１８（Ｖ）、出力電流約９０（ｍＡ））について考える。電源部１の出力電圧は、約１８（Ｖ）以下になるように定電圧制御部１６により制御してあるから、発光部３に印加することができる電圧は約１８（Ｖ）までである。一方、発光部３に約９０（ｍＡ）の電流を流すために必要となる電圧は、発光部３の電流−電圧特性から分かるように、約１８．５（Ｖ）であり、約９０（ｍＡ）の電流を供給したときに発光部３に発生する電圧よりも電源部１の出力電圧の方が低くなる。従って、発光部３を流れる電流は、定電圧制御部１６による制御の影響を受け、定電圧制御部１６の設定値である約１８（Ｖ）と発光部３の電流−電圧特性との交点の電流値（約７０（ｍＡ））となる。即ち、電源部１の出力特性を示す線の方が発光部３の電流−電圧特性を示す線よりも下にあるときは、定電圧制御部１６により発光部３に供給する電圧の大きさを変化させる制御をした場合（開示技術２に対応）と同様になる。

以上のように、制御信号に応じて発光部３の光量を変化させた場合に、発光部３の光量が大であるときは、発光部３が定電流制御部１５の設定電流に応じて発光することになり、発光部３の光量が小であるときは、発光部３が定電圧制御部１６の設定電圧に応じて発光することになる。即ち、定電流制御部１５及び定電圧制御部１６が、光源である発光部３に供給する電流及び／又は電圧の大きさを変化させて光量を制御する光量制御手段として機能する。従って、光量が大であるときは、電流の大きさを変化させて調光を行うことになるから、制御信号に応じて滑らかに光量を変更することができると共に、前述したように、少ない入力電力にて所定の光量を得ることができ、発光効率を向上することができる。

ところで、光量が小である場合に、電流を変化させて調光をしようとすると、電源部１の出力電流を小さくする必要がある。しかしながら、電源部１の出力電流を非常に小さくしようとすると（調光レベルを０％に近づけると）、スイッチング回路部１４の動作を円滑に行うことができず、十分な調光を行うことができないという虞があるところ、光量が小である場合に、本実施の形態の如く、電圧の大きさを変化させて調光を行うように構成してあるから、制御信号に応じて滑らかに光量を変更することができる。この結果、発光部３の光量の広い範囲に亘って、制御信号に応じて安定して調光を行うことができる。

発光部３に供給する電流を設定値になるように制御する定電流制御部か、ＬＥＤに供給する電圧を設定値になるように制御する定電圧制御部かに応じて、対応するアナログ電圧に変換する出力部を設けているから、１つの変換部により変換したアナログ電圧を、各制御部に適するアナログ電圧に変換するという簡単な構成により、発光部３の調光に用いる信号に変換することができる。

なお、本実施の形態において、発光部３の電流−電圧特性を示す線と、電源部１の出力特性を示す線とが交叉する電流設定値は約１２０（ｍＡ）近傍であると述べたが、この交叉する電流設定値は、発光部３に用いるＬＥＤの種類、数、配列等により異なる。

なお、以上の実施の形態においては、調光制御装置２００により供給される制御信号はＰＷＭ信号であるが、これに限定されず、ＰＦＭ信号であってもよい。制御信号がＰＦＭ信号である場合、ＰＦＭ信号の周波数に応じてアナログ電圧に変換するように構成する。周波数をアナログ電圧に変換するＦ−Ｖインバータは、一般に１チップで構成してあるから、部品点数を低減して、簡素な構成にて制御部において用いる信号に変換することができる。

また、以上の実施の形態においては、１つの調光制御装置に対して１つの照明装置を接続してある例を示したが、１つの調光制御装置に対して複数の照明装置を接続してもよい。例えば、オフィス、店舗等の室内においては、壁に設けた１つの調光制御装置により室内に設けた複数の照明装置を制御可能に構成してある照明システムが採用されており、本発明に係る照明装置は、このような照明システムに用いることができる。また、以上の実施の形態において説明した回路構成、各回路における電圧等の数値等は、一例であって、照明装置が接続される調光制御装置の種類に応じて異なるが、同様の考え方により設定することができる。

また、以上の実施の形態においては、発光部を構成する光源として表面実装型ＬＥＤを用いているが、これに限定されず、他のタイプのＬＥＤを用いてもよい。

さらに、本発明は、その他、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。

１電源部
１５定電流制御部（制御部、光量制御手段）
１６定電圧制御部（制御部、光量制御手段）
２調光部
２４変換部
２５，２６スケーリングアンプ部（出力部）
３発光部（光源）

Claims

光源と、該光源の光量を制御信号に基づいて制御する制御部とを備える照明装置において、
前記制御信号を、前記光源に供給する電流及び電圧のそれぞれの設定値に対応する基準電圧に変換して、前記制御部に出力する調光部を備え、
前記制御部は、前記基準電圧に基づいて、前記光源に供給する電流及び電圧が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流及び電圧の大きさを変化させて光量を制御する定電流制御部及び定電圧制御部からなる光量制御手段を備え、
前記光源の光量が所定値よりも大きい場合は、前記定電流制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流の大きさを制御し、
前記光源の光量が所定値よりも小さい場合は、前記定電圧制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電圧の大きさを制御し、
前記所定値は、前記光源に電源を供給する電源部の電流−電圧特性を示す線と前記光源の電流−電圧特性を示す線とが交差する点の電流値に対応する光量であることを特徴とする照明装置。
前記調光部は、
前記制御信号をアナログ電圧に変換する変換部と、
変換された前記アナログ電圧を、前記光源に供給する電流及び電圧のそれぞれの設定値に対応するそれぞれの基準電圧に変換して、前記制御部に出力する出力部とを備え、
前記変換部は、前記制御信号が示す光源の調光レベルの高／低に応じて、低／高となるアナログ電圧に変換することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記定電流制御部及び定電圧制御部は、
供給される電源電圧を所定電圧に降圧するスイッチング回路部に接続されており、
前記設定値に応じて、前記スイッチング回路部をフィードバック制御することを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
１つの前記変換部により変換されたアナログ電圧を、前記定電流制御部及び定電圧制御部の個別に接続された複数の前記出力部の何れかに供給することを特徴とする請求項２又は３記載の照明装置。
前記出力部は、
前記アナログ電圧を前記光源に供給する電流の設定値に対する基準電圧に変換して出力する第一の出力部と、
前記アナログ電圧を前記光源に供給する電圧の設定値に対する基準電圧に変換して出力する第二の出力部とを備え、
前記変換部は、前記第一の出力部及び前記第二の出力部のそれぞれに前記アナログ電圧を出力することを特徴とする請求項２から４の何れか１つに記載の照明装置。
前記アナログ電圧の範囲は、前記基準電圧の範囲よりも狭いことを特徴とする請求項２から５の何れか１つに記載の照明装置。
前記制御信号はＰＷＭ制御信号であり、
前記変換部は、該ＰＷＭ制御信号を該ＰＷＭ制御信号のパルス幅に応じてアナログ電圧に変換することを特徴とする請求項２から６の何れか１つに記載の照明装置。
前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の照明装置。
光源の光量を制御信号に基づいて制御する制御部を備える調光装置において、
前記制御信号を、前記光源に供給する電流及び電圧のそれぞれの設定値に対応する基準電圧に変換して、前記制御部に出力する調光部を備え、
前記制御部は、前記基準電圧に基づいて、前記光源に供給する電流及び電圧が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流及び電圧の大きさを変化させて光量を制御する定電流制御部及び定電圧制御部を有する光量制御手段を備え、
前記光源の光量が所定値よりも大きい場合は、前記定電流制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電流の大きさを制御し、
前記光源の光量が所定値よりも小さい場合は、前記定電圧制御部が前記設定値となるように、前記光源に供給する電圧の大きさを制御し、
前記所定値は、前記光源に電源を供給する電源部の電流−電圧特性を示す線と前記光源の電流−電圧特性を示す線とが交差する点の電流値に対応する光量であることを特徴とする調光装置。