JP6037161B2 - 点灯装置、照明器具、ランプ及び音鳴り防止方法 - Google Patents

Description

本発明は、調光信号に応じた明るさで固体発光素子を点灯させる点灯装置、点灯装置を備える照明器具、ランプ、及び、点灯装置における音鳴り防止方法に関する。

近年、低消費電力で長寿命な照明器具として、発光ダイオード（ＬＥＤ）及び有機ＥＬ素子等の固体発光素子を用いた照明器具が普及してきている。このような照明器具では、調光信号に応じてデューティ比が変化するＰＷＭ（パルス幅変調）信号を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ（直流直流変換器）の駆動回路を制御することで、固体発光素子の明るさを調整する点灯装置が開発されている。

ＰＷＭ信号に応じて固体発光素子の調光制御を行う点灯装置では、ＰＷＭ信号は、周波数が可聴帯域（例えば、１ＫＨｚ）の信号である。そのために、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するチョークコイルが音を発し、その音が人間の耳に聞こえてしまう。

そこで、従来、このような点灯装置の音鳴りを防止するための回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、ＰＷＭ信号により調光制御を行う照明装置の音鳴り防止回路が開示されている。その音鳴り防止回路は、調光制御を行うためのＰＷＭ信号を入力する入力端子と、入力したＰＷＭ信号をＰＷＭ信号のデューティ比に応じたレベルの信号に変換する変換回路とを備える。この構成により、ＰＷＭ信号をそのデューティ比に応じた直流電圧に変換することで、ＤＣ／ＤＣコンバータの駆動回路に可聴波のＰＷＭ信号が供給されなくなり、チョークコイルからの音鳴りが防止されるというものである。

特開２０１０−２１２１０３号公報

しかしながら、ＰＷＭ信号を直流電圧に変換して駆動回路に供給する従来の回路では、音鳴りは防止されるものの、固体発光素子の明るさが電源電圧の変動に大きく依存してしまうという問題がある。

図１２は、従来の音鳴り防止回路を用いた点灯装置の電源電圧依存性を示すグラフである。ここでは、複数のデューティ比（１００％、６８．８％、２９．８％）をもつＰＷＭ信号で調光した場合のそれぞれにおいて、点灯装置に供給される交流電源の電圧を変動させたときの固体発光素子（ここでは、ＬＥＤ）の明るさを測定した結果がプロットされている。つまり、横軸は、交流電源の電圧（通常時の電圧を１００％とする相対値）を示す。縦軸は、ＬＥＤの明るさ（電源電圧が１００％のときの照度を１００％とする相対値）を示す。

この図１２に示される測定結果から分かるように、従来の音鳴り防止回路では、ＬＥＤの明るさが電源電圧の変動に大きく依存する（つまり、電源電圧依存度が大きい）。特に、ＰＷＭ信号のデューティ比が小さい場合には、わずかな電源電圧の変動であっても、ＬＥＤの明るさは大きく変動する。そのために、このような従来の回路では、例えば、家庭において、冷蔵庫のコンプレッサが始動したときに、商用電源の電圧が低下し、その結果、ＬＥＤ照明の明るさが低下し、人間に不快感を与えてしまう。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ＰＷＭ信号に応じて固体発光素子の調光制御を行う点灯装置であって、従来よりも電源電圧依存度が小さく、かつ、音鳴りが抑制された点灯装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一形態における点灯装置は、調光信号に応じた明るさで固体発光素子を点灯させる点灯装置であって、直流電圧を入力とし、コイル、及び、前記コイルに蓄積されたエネルギーを回生させるためのダイオードを含む点灯回路と、平滑ＰＷＭ信号が入力される入力端子、及び、前記入力端子から入力された平滑ＰＷＭ信号が示すデューティ比に対応する期間であるバースト期間においてオン・オフを繰り返すことで、前記コイルに流す電流を駆動するスイッチング素子を含む駆動回路と、前記調光信号に応じたデューティ比をもつＰＷＭ信号を生成する調光制御回路と、前記調光制御回路で生成されたＰＷＭ信号を平滑化し、平滑ＰＷＭ信号として前記駆動回路の入力端子に出力する低域通過フィルタとを備え、前記駆動回路は、前記入力端子から入力された平滑ＰＷＭ信号の波高が第１閾値以下の場合には、前記スイッチング素子をオンさせず、前記波高が第１閾値より大きく、かつ、第２閾値（＞第１閾値）より小さい場合には、前記波高が大きくなるほど、前記スイッチング素子が前記バースト期間において繰り返しオン・オフするときの１回分のオンにおける時間であるオン時間を大きくし、前記波高が前記第２閾値以上である場合には、前記オン時間を一定にする制御をし、前記低域通過フィルタは、前記調光制御回路で生成されたＰＷＭ信号を平滑化することで、前記デューティ比に対応する信号区間において、前記第１閾値より大きく、かつ、前記第２閾値より小さい波高となる第１期間と、前記第２閾値以上の波高となる第２期間とをもつ平滑ＰＷＭ信号を生成し、生成した平滑ＰＷＭ信号を前記駆動回路の入力端子に出力する。

ここで、前記調光制御回路は、前記ＰＷＭ信号として、１周期において第１論理状態と前記デューティ比に対応する第２論理状態とから構成される信号が一定の周波数で繰り返される信号を生成し、前記低域通過フィルタは、前記平滑ＰＷＭ信号として、前記第２期間が、前記調光制御回路で生成されたＰＷＭ信号において前記第２論理状態が継続する時間の１／３以上となる信号を生成してもよい。

また、前記駆動回路は、前記バースト期間において前記コイルに流れる電流の波形の上側包絡線が、前記入力端子に入力された平滑ＰＷＭ信号の波形に対応した形であって、前記コイルに流れる電流の波形が、高さが徐々に大きくなる三角波が続く期間と、高さが一定の三角波が続く期間と、高さが徐々に小さくなる三角波が続く期間とを有することとなるように、前記スイッチング素子をオン・オフさせてもよい。

また、本発明は、点灯装置として実現できるだけでなく、上記点灯装置を備える照明器具として実現したり、固体発光素子とその固体発光素子を点灯させる点灯装置とを備えるランプとして実現したりすることもできる。

また、本発明は、上記ランプを備える照明器具として実現することもできる。

さらに、本発明は、ＰＷＭ信号に応じて固体発光素子の調光制御を行う点灯装置における音鳴りの防止方法であって、前記ＰＷＭ信号を平滑化する低域通過フィルタの時定数を決定する時定数決定ステップを含み、前記時定数決定ステップでは、前記時定数と、前記音鳴りの大きさとの関係である第１特性を特定し、前記時定数と、前記点灯装置の電源電圧依存度との関係である第２特性を特定し、前記第１特性において、指定された音鳴りの大きさよりも小さい音鳴りとなり、かつ、前記第２特性において、指定された前記電源電圧依存度よりも小さい電源電圧依存度となる時定数を特定する音鳴り防止方法として実現することもできる。

本発明により、ＰＷＭ信号に応じて固体発光素子の調光制御を行う点灯装置であって、従来よりも電源電圧依存度が小さく、かつ、音鳴りが抑制された点灯装置等が実現される。

よって、低消費電力で長寿命な固体発光素子を用いた照明器具が普及してきた今日において、本発明の実用的価値は極めて高い。

本発明の実施の形態における点灯装置の回路図 同点灯装置の駆動回路がもつオン時間特性を示す図 同点灯装置の動作を示すタイミングチャート 同点灯装置の音鳴りの大きさを示す図 ＬＰＦの時定数が０である場合の同点灯装置の電源電圧依存性を示す図 ＬＰＦの時定数が２６．４μｓである場合の同点灯装置の電源電圧依存性を示す図 ＬＰＦの時定数が５６．４μｓである場合の同点灯装置の電源電圧依存性を示す図 ＬＰＦの時定数が２６４μｓである場合の同点灯装置の電源電圧依存性を示す図 本発明の実施の形態の変形例に係る各種チョッパ回路の回路図 本発明の点灯装置のチョークコイルを流れる電流のモードの各種変形例を示す図 本発明の実施の形態における音鳴り防止方法の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態における照明器具の構成例を示す図 本発明の実施の形態に係る電球形ランプの斜視図 図１０Ａに示された電球形ランプの一部破断側面図 図１０Ａ及び図１０Ｂに示された電球形ランプを備える照明装置の概略断面図 本発明の実施の形態に係る円盤形ランプを上下方向に切断した場合の円盤形ランプの断面図 図１１Ａに示された円盤形ランプを分解した場合の各構成要素を示す図 従来の音鳴り防止回路を用いた点灯装置の電源電圧依存性を示すグラフ

以下、本発明に係る点灯装置、照明器具及び音鳴り防止方法の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態及び変形例は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作タイミング、手順などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及び変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（点灯装置）
まず、本発明に係る点灯装置の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態における点灯装置１の回路図である。なお、本図には、点灯装置１に交流電圧を供給する交流電源２と、点灯の対象となる固体発光素子（ここでは、ＬＥＤ３）も併せて図示されている。

この点灯装置１は、外部から入力される調光信号に応じた明るさで固体発光素子（ここでは、ＬＥＤ３）を点灯させる回路であって、ＡＣ／ＤＣコンバータ（交流直流変換器）５、点灯回路１０、駆動回路２０、ＬＰＦ３０及び調光制御回路３５を備える。

ＡＣ／ＤＣコンバータ５は、商用電源等の交流電源２からの交流電圧を整流及び平滑化して直流電圧に変換する回路であり、ダイオードブリッジ６及びコンデンサ７で構成される。つまり、ダイオードブリッジ６の交流入力端子間に交流電源２が接続され、ダイオードブリッジ６の直流出力端子間に平滑化用のコンデンサ７が接続されている。

点灯回路１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５からの直流電圧を入力とし、ＬＥＤ３に供給する電流を生成する回路であり、本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータとして機能するチョッパ回路の一部を構成している。つまり、点灯回路１０は、入力された直流電圧をチョッピングするためのチョークコイル１１、そのチョークコイル１１に蓄積されたエネルギーを回生させるためのダイオード１２、及び、平滑化用のコンデンサ１３で構成される。チョークコイル１１、ダイオード１２及びＬＥＤ３は、回路ループを形成するように接続されている。コンデンサ１３は、ＬＥＤ３と並列に接続され、この点灯回路１０の出力電圧（及び出力電流）を平滑化する。

駆動回路２０は、チョークコイル１１に流す電流を駆動する回路であり、入力端子２１、出力端子２２、発振器２３、制御回路２４及びスイッチング素子２５を有する。入力端子２１は、ＰＷＭ信号が入力される端子である。発振器２３は、スイッチング素子２５をオンさせるバーストパルスを生成するための高周波のクロック発振器であり、例えば、５０ＫＨｚのクロック信号を発生する。制御回路２４は、入力端子２１に入力されたＰＷＭ信号をゲート信号として発振器２３からのクロック信号の一部を通過させ、通過後のクロック信号（バーストパルス）を制御信号としてスイッチング素子２５の制御端子に出力する回路である。スイッチング素子２５は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子であり、制御回路２４から出力された制御信号に基づいて、出力端子２２とグランドとの間を短絡及び開放（オン・オフ）する。出力端子２２は、駆動回路２０からの出力信号が出力される端子であり、ここでは、スイッチング素子２５の一端子（例えば、ＮＭＯＳトランジスタのドレイン）に接続されている。このスイッチング素子２５は、点灯回路１０を構成するチョークコイル１１及びダイオード１２とともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ（具体的には、チョッパ回路）を構成している。

このような駆動回路２０の構成により、スイッチング素子２５は、入力端子２１から入力されたＰＷＭ信号が示すデューティ比に対応する期間であるバースト期間においてオン・オフを繰り返すことで、チョークコイル１１に流れる電流をオン・オフさせる。

調光制御回路３５は、外部から入力される調光信号に応じたデューティ比をもつＰＷＭ信号を生成する回路であり、ラッチ３６及びＰＷＭ信号発生器３７を有する。調光信号は、ＬＥＤ３の明るさを指示する信号であり、本実施の形態では、例えば、０〜２５５のいずれかの整数値を示す８ビットデータである。ラッチ３６は、外部から入力される調光信号（例えば、８ビットデータ）を保持する。ＰＷＭ信号発生器３７は、ラッチ３６に新たなデータが保持される度に、ラッチ３６に保持されたデータが示す値に対応するデューティ比をもつＰＷＭ信号を生成する。たとえば、ＰＷＭ信号発生器３７は、調光信号が「０」を示す場合には、デューティ比が０％のＰＷＭ信号を生成し、調光信号が「２５５」を示す場合には、デューティ比が１００％のＰＷＭ信号を生成する。

ＬＰＦ３０は、調光制御回路３５で生成されたＰＷＭ信号を平滑化し、駆動回路２０の入力端子２１に出力する低域通過フィルタであり、本実施の形態では、抵抗３１及びコンデンサ３２からなる一次のローパスフィルタである。

以上のように構成される本実施の形態における点灯装置１は、以下の特徴的な機能を有する。

駆動回路２０が備える制御回路２４は、入力端子２１から入力されたＰＷＭ信号の波高に依存して、図２に示されるオン時間（縦軸）に相当するパルス幅をもつパルスを生成してスイッチング素子２５に出力する。図２は、駆動回路２０がもつオン時間特性（横軸が入力されたＰＷＭ信号の波高（Ｖ_ＰＷＭ（Ｖ））、縦軸がスイッチング素子２５のオン時間（ｔ_ｏｎ（μｓ）））を示す図である。なお、オン時間（ｔ_ｏｎ）とは、スイッチング素子２５がバースト期間において繰り返しオン・オフするときの１回分のオンにおける時間であり、制御回路２４からスイッチング素子２５に出力されるバーストパルスにおける１個のパルス信号のパルス幅に等しい。

図２から分かるように、制御回路２４は、入力されたＰＷＭ信号の波高が第１閾値Ｖ１（ここでは、０．５Ｖ）以下の場合には、パルス信号を生成しない。また、制御回路２４は、入力されたＰＷＭ信号の波高が第１閾値Ｖ１より大きく、かつ、第２閾値Ｖ２（＞第１閾値Ｖ１、ここでは、２．５Ｖ）より小さい場合には、ＰＷＭ信号の波高が大きくなるほど大きなオン時間（つまり、パルス幅）をもつパルス信号を生成する。さらに、制御回路２４は、入力されたＰＷＭ信号の波高が第２閾値Ｖ２以上の場合には、一定のオン時間（つまり、パルス幅）をもつパルス信号を生成する。

このような制御回路２４の特性により、駆動回路２０は、次の特性を有する。つまり、駆動回路２０は、入力端子２１から入力されたＰＷＭ信号の波高が第１閾値Ｖ１より大きく、かつ、第２閾値Ｖ２（＞第１閾値Ｖ１）より小さい場合には、ＰＷＭ信号の波高が大きくなるほどスイッチング素子のオン時間を大きくする制御をする。また、駆動回路２０は、ＰＷＭ信号の波高が第２閾値Ｖ２以上である場合には、スイッチング素子のオン時間を一定にする制御をする。

そして、ＬＰＦ３０は、調光制御回路３５で生成されたＰＷＭ信号を平滑化することで、次のような波形をもつ平滑ＰＷＭ信号を生成して駆動回路２０に出力する。つまり、その平滑ＰＷＭ信号は、デューティ比を示す各信号区間において、第１閾値Ｖ１より大きく、かつ、第２閾値Ｖ２より小さい波高となる第１期間と、第２閾値Ｖ２以上の波高となる第２期間とをもつ信号である。

より詳しくは、調光制御回路３５は、１周期において第１論理状態（ここでは、Ｌｏｗ）と、デューティ比を示す第２論理状態（ここでは、Ｈｉｇｈ）とから構成される信号が一定の周波数（ここでは、６００Ｈｚ又はその倍数）で繰り返されるＰＷＭ信号を生成する。そして、ＬＰＦ３０は、上述した第２期間が、調光制御回路３５で生成されたＰＷＭ信号において第２論理状態（ここでは、Ｈｉｇｈレベル）が継続する時間（つまり、上述した信号区間）の１／３以上、好ましくは、１／２以上となる平滑ＰＷＭ信号を生成する。これにより、後述する測定データから分かるように、従来よりも電源電圧依存度が小さくなり、かつ、音鳴りが抑制された点灯装置１が実現される。

なお、ＰＷＭ信号の繰り返し周波数を６００Ｈｚ又はその倍数としているのは、商用電源に起因する様々な悪影響を回避するためである。つまり、ＡＣ／ＤＣコンバータ５で生成された直流電圧には、１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚのリプルが生じ得る。そのリプルによる干渉によって、ＬＥＤ３に流れる負荷電流に変動が生じ、ＬＥＤ３の光出力にチラツキが生じ得る。よって、ＰＷＭ信号の繰り返し周波数を、発生し得るリプルの周波数（１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚ）の最小公倍数又はその倍数（６００Ｈｚ又はその倍数）にすることで、ＬＥＤ３の光出力がほぼ一定となり、リプルの干渉によるチラツキが抑制される。

次に、以上のように構成された本実施の形態における点灯装置１の動作について説明する。

図３は、本実施の形態における点灯装置１の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、調光制御回路３５から出力される「ＰＷＭ信号」、ＬＰＦ３０から出力される「平滑ＰＷＭ信号」、及び、チョークコイル１１を流れる電流（「コイル電流」）の波形が示されている。

調光制御回路３５は、外部から入力される調光信号に応じたデューティ比をもつＰＷＭ信号を生成する。このＰＷＭ信号は、１周期ごとに、デューティ比を示す第２論理状態（ここでは、Ｈｉｇｈ）と、第１論理状態（ここでは、Ｌｏｗ）とから構成される。たとえば、「１２８」を示す調光信号を受け取ると、調光制御回路３５は、図３の「ＰＷＭ信号」に示されるように、５０％のデューティ比をもつ６００ＨｚのＰＷＭ信号を生成してＬＰＦ３０に出力する。

ＬＰＦ３０は、調光制御回路３５から出力されたＰＷＭ信号を平滑化する。その結果、図３の「平滑ＰＷＭ信号」に示されるように、「ＰＷＭ信号」の立ち上がり及び立ち下がりにおいて滑らかな傾斜をもつ平滑ＰＷＭ信号が生成される。平滑ＰＷＭ信号は、図３の「平滑ＰＷＭ信号」に示されるように、デューティ比を示す各信号区間（ここでは、「ＰＷＭ信号」がＨｉｇｈである区間）において、第１期間と第２期間とをもつ。第１期間は、平滑ＰＷＭ信号の波高が図２のオン時間特性における第１閾値Ｖ１より大きく、かつ、第２閾値Ｖ２より小さい期間であり、第２期間は、平滑ＰＷＭ信号の波高が第２閾値Ｖ２以上となる期間である。

駆動回路２０は、ＬＰＦ３０で生成された平滑ＰＷＭ信号が入力されると、図２に示されるオン時間特性に従って、チョークコイル１１に流す電流をパルス駆動する。その結果、入力された平滑ＰＷＭ信号の波高が第１閾値Ｖ１以下であるときには、スイッチング素子２５はオフする。また、入力された平滑ＰＷＭ信号の波高が第１閾値Ｖ１より大きく、かつ、第２閾値Ｖ２（＞第１閾値Ｖ１）より小さいときには、スイッチング素子２５は、次のバースト駆動を行う。つまり、ＰＷＭ信号の波高が大きくなるほどオン時間が大きくなるような（ここでは、０〜１０μｓ）オンとオフとを、バースト期間において、繰り返す。さらに、入力された平滑ＰＷＭ信号の波高が第２閾値Ｖ２以上である場合には、スイッチング素子２５は、一定のオン時間（ここでは、１０μｓ）をもつオンとオフとを、バースト期間において、一定の周波数（ここでは、５０ＫＨｚ）で繰り返す。なお、バースト期間において、スイッチング素子２５がオフのときには、チョークコイル１１に蓄積されていたエネルギーが回生電流となってダイオード１２を介してＬＥＤ３に流れる。

このような駆動回路２０の動作により、チョークコイル１１には、図３の「コイル電流」に示されるような波形の電流が流れる。この「コイル電流」の上側包絡線（電圧が高い側の包絡線）は、「平滑ＰＷＭ信号」の波形に対応した波形をもつ。つまり、「コイル電流」は、高さが徐々に大きくなる三角波が続く立ち上がり期間（上記第１期間に対応する期間）と、高さが徐々に小さくなる三角波が続く立ち下り期間とを有する。さらに、「コイル電流」は、立ち上がり期間と立ち下り期間との間において、高さが一定の三角波が続く期間（上記第２期間に対応する期間）を有する。

なお、本実施の形態では、図３の「コイル電流」の波形から分かるように、点灯回路１０での電力変換効率（ＤＣ／ＤＣコンバータとしての電力変換効率）を向上させるために、チョークコイル１１に流す電流は、臨界モードで駆動される。つまり、バースト期間においては、チョークコイル１１に流れる電流がゼロになった（つまり、回生電流がゼロになった）時点で再びスイッチング素子２５がオンしてチョークコイル１１に電流が流れ始める。そのような臨界モードとなるように、スイッチング素子２５のオン時間、及び、チョークコイル１１のインダクタンス等が設定されている。

なお、本実施の形態では、点灯回路１０にコンデンサ１３が設けられているので、図３の「コイル電流」が平滑化された電流（つまり、直流電流）がＬＥＤ３に供給される。よって、ＬＥＤ３は、図３の「コイル電流」の平均値に相当する電流に対応した明るさで発光する。

以上の動作により、本実施の形態における点灯装置１により、外部から入力された調光信号に応じた明るさでＬＥＤ３が調光される。

図４は、本実施の形態における点灯装置１の音鳴りの大きさを示す図である。ここでは、調光制御回路３５から一定のデューティ比（例えば、５０％）をもつＰＷＭ信号を出力させた状態で、ＬＰＦ３０の時定数として、４種類（０、２６．４μｓ、５６．４μｓ、２６４μｓ）を設定した。そして、各時定数の設定におけるチョークコイル１１（ここでは、１．３ｍＨのチョークコイル）での音鳴りの音量（ここでは、最も音量の大きい周波数成分である４．３７ＫＨｚでの音量）を測定した結果がプロットされている。横軸は、ＬＰＦ３０の時定数（μｓ）を示す。縦軸は、音鳴りの音量（時定数が０のときの音量を１００％とする相対音量）を示す。なお、ＬＰＦ３０の時定数とは、本実施の形態では、ＬＰＦ３０を構成する抵抗３１の抵抗値とコンデンサ３２の容量との積である。

被験者を用いた実験によれば、時定数が０のときの音量は、点灯装置１の周辺（約３ｍ範囲内）にいる被験者が気付く大きさであった。時定数が２６．４μｓ、及び、それより大きな時定数のときの音量は、点灯装置１の周辺にいる被験者が気付くことがない程度の大きさであった。以上のことから、本実施の形態における点灯装置１では、ＬＰＦ３０の時定数を２６．４μｓ以上とすることで、チョークコイル１１での音鳴りの音量を、無視できる程度に抑制できることが分かる。

図５Ａは、本実施の形態におけるＬＰＦ３０の時定数が０である場合の点灯装置１の電源電圧依存性を示す図である。ここでは、複数のデューティ比（１００％、６８．８％、２９．８％）をもつＰＷＭ信号で調光した場合のそれぞれにおいて、交流電源２の電圧を変動させたときのＬＥＤ３の明るさを測定した結果がプロットされている。横軸は、交流電源２の電圧（通常時の電圧を１００％とする相対値）を示す。縦軸は、ＬＥＤ３の明るさ（電源電圧が１００％のときの照度を１００％とする相対値）を示す。

この図５Ａに示される測定結果から分かるように、ＬＰＦ３０の時定数が０である場合には、電源電圧への依存性はほとんどない。被験者を用いた実験によれば、瞬時に電源電圧が５％変動した場合であっても、被験者には、ＬＥＤ３の明るさの変化に気付くことがなかった。

図５Ｂは、本実施の形態におけるＬＰＦ３０の時定数が２６．４μｓである場合の点灯装置１の電源電圧依存性を示す図である。この図は、ＬＰＦ３０の時定数が異なる点を除いて、図５Ａと同じ条件で測定された結果を示している。この図５Ｂに示される測定結果から分かるように、ＬＰＦ３０の時定数が２６．４μｓである場合には、図５Ａに示される測定結果よりも電源電圧依存度が大きくなっているものの、照度変化の電源電圧への依存性は小さい。被験者を用いた実験によれば、瞬時に電源電圧が５％変動した場合であっても、被験者には、ＬＥＤ３の明るさの変化に気付くことがなかった。

図５Ｃは、本実施の形態におけるＬＰＦ３０の時定数が５６．４μｓである場合の点灯装置１の電源電圧依存性を示す図である。この図は、ＬＰＦ３０の時定数が異なる点を除いて、図５Ａと同じ条件で測定された結果を示している。この図５Ｃに示される測定結果から分かるように、ＬＰＦ３０の時定数が５６．４μｓである場合には、図５Ｂに示される測定結果よりもさらに電源電圧依存度が大きくなっているものの、照度変化の電源電圧への依存性はそれほど大きくはない。被験者を用いた実験によれば、瞬時に電源電圧が５％変動した場合であっても、被験者には、ＬＥＤ３の明るさの変化に気付くことがなかった。

図５Ｄは、本実施の形態におけるＬＰＦ３０の時定数が２６４μｓである場合の点灯装置１の電源電圧依存性を示す図である。この図は、ＬＰＦ３０の時定数が異なる点を除いて、図５Ａと同じ条件で測定された結果を示している。この図５Ｄに示される測定結果から分かるように、ＬＰＦ３０の時定数が２６４μｓである場合には、図５Ｃに示される測定結果よりもさらに電源電圧依存度が大きくなり、照度変化の電源電圧への依存性が大きい。被験者を用いた実験によれば、ＰＷＭ信号のデューティ比が６８．８％以下では、瞬時に電源電圧が５％変動した場合には、被験者には、ＬＥＤ３の明るさの変化に気付くことができた。

以上の図５Ａ〜図５Ｄに示された測定結果から、本実施の形態における点灯装置１では、ＬＰＦ３０の時定数を５６．４μｓ以下にしておくことで、電源電圧依存度を無視できる程度に小さくできることが分かる。

以上の図４に示された音鳴りに関する測定結果と、図５Ａ〜図５Ｄに示された電源電圧依存性に関する測定結果とを合わせると、次のことが導出される。つまり、本実施の形態の点灯装置１では、４種類のＬＰＦ３０の時定数（０、２６．４μｓ、５６．４μｓ、２６４μｓ）のうち、音鳴り、及び、電源電圧依存度の両方を無視できる程度に小さくできる時定数は、２６．４μｓと、５６．４μｓである。

なお、以上のようなＬＰＦ３０の時定数と音鳴りの音量及び電源電圧依存度との関係が成立する理由は、次の通りと考えられる。

（１）ＬＰＦ３０の時定数と音鳴りの音量との関係
ＬＰＦ３０の時定数が大きくなるほど、調光制御回路３５で生成されたＰＷＭ信号が平滑化される程度が増し、より滑らかな平滑ＰＷＭ信号が駆動回路２０に入力される。駆動回路２０は、オン時間特性として、図２に示されるような特徴的な線形領域（ＰＷＭ信号の波高とオン時間とが正の相関をもつ領域、つまり、ＰＷＭ信号の波高が第１閾値Ｖ１より大きく、かつ、第２閾値Ｖ２より小さい領域）をもつ。これにより、駆動回路２０で駆動されるチョークコイル１１に流れる電流は、図３の「コイル電流」における包絡線のように、より低周波成分が増す。その結果、人間が聞こえやすい高周波の音成分（ここでは、４．３７ｋＨｚ）が抑制されると考えられる。

よって、ＬＰＦ３０の時定数が大きくなるほど、チョークコイル１１における音鳴りの音量が抑制される。

（２）ＬＰＦ３０の時定数と電源電圧依存度との関係
ＬＰＦ３０の時定数が大きくなるほど、調光制御回路３５で生成されたＰＷＭ信号が平滑化される程度が増し、より滑らかな平滑ＰＷＭ信号が駆動回路２０に入力される。ところが、駆動回路２０は、オン時間特性として、図２に示されるような特徴的な線形領域と、飽和領域（ＰＷＭ信号の波高に依存することなくオン時間が一定となる領域、つまり、ＰＷＭ信号の波高が第２閾値Ｖ２以上の領域）とを含む非線形な特性をもつ。よって、ＬＰＦ３０の時定数が大きくなるに従って、平滑ＰＷＭ信号の振幅（ふれ幅、つまり、交流成分）が小さくなり、直流信号に近づく。つまり、デューティ比を示す各信号区間において、第１閾値Ｖ１より大きく、かつ、第２閾値Ｖ２より小さい波高となる第１期間の割合が、第２閾値Ｖ２以上の波高となる第２期間の割合よりも増加する。その結果、駆動回路２０が、オン時間特性における線形領域で動作する時間が増加する。

ところが、駆動回路２０のオン時間特性における線形領域では、ＰＷＭ信号の波高とオン時間との依存性が存在する。そのために、交流電源２の電圧が変動するとＡＣ／ＤＣコンバータ５で生成される直流電圧が変動し、その直流電圧を電源として動作している制御系の回路ブロック（調光制御回路３５及び駆動回路２０）の動作が影響を受ける。その結果、駆動回路２０が線形領域で動作している場合には、交流電源２の電圧への依存度が大きくなる。

一方、駆動回路２０のオン時間特性における飽和領域では、ＰＷＭ信号の波高に依存することなく、オン時間は一定である。よって、交流電源２の電圧が変動したためにＡＣ／ＤＣコンバータ５で生成される直流電圧が変動しても、その変動が一定範囲内であれば、駆動回路２０は、直流電圧の影響を受けることなく、一定のオン時間を維持したバースト駆動を行うことができる。その結果、駆動回路２０が飽和領域で動作している限りは、オン時間、つまり、ＬＥＤ３を流れる電流は、交流電源２の電圧にほとんど依存しない。

以上のことから、ＬＰＦ３０の時定数が大きくなるほど、駆動回路２０が飽和領域で動作する時間よりも、駆動回路２０が線形領域で動作する時間が増加し、電源電圧依存度が大きくなると考えられる。なお、ＬＰＦ３０の時定数を非常に大きくした場合には、平滑ＰＷＭ信号は、直流信号となる。このケースが、特許文献１で採用されている技術であり、電源電圧依存度が極めて大きくなっている。

よって、ＬＰＦ３０の時定数を大きくするほど、電源電圧依存度が大きくなるので、電源電圧依存度を抑制するには、ＬＰＦ３０の時定数を一定の値（本実施の形態では、５６．４μｓ）以下にしておくことが望ましい。

以上のように、本実施の形態における点灯装置１によれば、駆動回路２０には平滑ＰＷＭ信号が入力され、駆動回路２０は、線形領域で動作するとともに、飽和領域でも動作する。これにより、従来よりも電源電圧依存度が小さく、かつ、音鳴りが抑制された点灯装置１が実現される。

なお、本実施の形態では、ＬＰＦ３０は、抵抗３１とコンデンサ３２とから構成される一次のローパスフィルタであった。しかしながら、ＬＰＦ３０の構成としては、これに限られず、その変形例として、コイルとコンデンサとから構成される二次以上のローパスフィルタであってもよいし、オペアンプを用いたアクティブ・ローパスフィルタであってもよい。

また、本実施の形態では、点灯回路１０を構成するチョークコイル１１及びダイオード１２と、駆動回路２０を構成するスイッチング素子２５とで、チョッパ回路が構成された。しかしながら、チョッパ回路の構成としては、これに限られず、その変形例として、図６に示される各種チョッパ回路（昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路）のいずれであってもよい。

また、本実施の形態では、チョークコイル１１を流れる電流は、臨界モードで流れた。しかしながら、チョークコイル１１を流れる電流のモードは、変形例として、図７の（ａ）に示される連続モードであってもよいし、図７の（ｂ）に示される不連続モードであってもよい。なお、連続モードとは、バースト期間において、チョークコイル１１に流れる電流がゼロになる（つまり、回生電流がゼロになる）までに再びスイッチング素子２５がオンしてチョークコイル１１に電流が流れ始めるモードである。不連続モードとは、バースト期間において、チョークコイル１１に流れる電流がゼロになった（つまり、回生電流がゼロになった）後、一定時間その状態が継続した後に再びスイッチング素子２５がオンしてチョークコイル１１に電流が流れ始めるモードである。

（音鳴り防止方法）
次に、本発明に係る音鳴り防止方法の実施の形態について説明する。

図８は、本発明の実施の形態における音鳴り防止方法の手順を示すフローチャートである。つまり、ＰＷＭ信号に応じて固体発光素子の調光制御を行う点灯装置における音鳴りの防止方法の手順が示されている。具体的には、上記実施の形態における点灯装置１が備えるＬＰＦ３０の時定数を決定する手順（時定数決定ステップ）の詳細が示されている。

まず、ＬＰＦ３０の時定数と、チョークコイル１１での音鳴りの大きさとの関係である第１特性を特定（つまり、測定）する（Ｓ１０）。具体的には、調光制御回路３５から一定のデューティ比（例えば、５０％）をもつＰＷＭ信号を出力させた状態で、ＬＰＦ３０の時定数として、複数の値を順に設定し、各時定数におけるチョークコイル１１での音鳴りの音量を測定する。そして、図４に示されるような、ＬＰＦ３０の時定数と音鳴りの音量との関係をプロットする。

次に、ＬＰＦ３０の時定数と、電源電圧依存度（ここでは、交流電源２の電圧の変動に対するＬＥＤ３の明るさの変化率）との関係である第２特性を特定（つまり、測定）する（Ｓ１１）。具体的には、ＬＰＦ３０の時定数として、複数の値を順に設定し、各時定数における電源電圧依存度を測定する。電源電圧依存度の測定では、調光制御回路３５から複数のデューティ比をもつＰＷＭ信号を順に出力させ、各デューティ比のＰＷＭ信号について、交流電源２の電圧を変化させた場合におけるＬＥＤ３の照度を測定する。そして、図５Ａ〜図５Ｄに示されるような、ＬＰＦ３０の時定数と電源電圧依存性との関係をプロットする。

最後に、上記第１特性において、指定された音鳴りの大きさよりも小さい音鳴りとなり、かつ、上記第２特性において、指定された電源電圧依存度よりも小さい電源電圧依存度となる時定数を特定する（Ｓ１２、Ｓ１３）。具体的には、上記ステップＳ１０で取得した第１特性において、指定された（許容される）音鳴りの大きさよりも小さい音鳴りとなる時定数の範囲を特定する（Ｓ１２）。さらに、上記ステップＳ１１で取得した第２特性において、指定された（許容される）電源電圧依存度よりも小さい電源電圧依存度となる時定数の範囲を特定する（Ｓ１２）。そして、特定した２つの範囲の両方を満たす時定数を一つ選択し、選択した時定数を、ＬＰＦ３０の時定数として決定する（Ｓ１３）。

以上の手順により、チョークコイル１１での音鳴りの音量を小さくし、かつ、電源電圧依存度を小さくできるＬＰＦ３０の時定数を決定できる。

なお、上記フローチャートでは、時定数決定ステップの詳細が説明されたが、以上の手順は、ＬＰＦ３０の設計方法であり、ひいては、点灯装置１の設計方法（製造方法）、点灯装置１を備える照明器具の設計方法（製造方法）とも言える。

また、第１特性の特定（Ｓ１０）と第２特性の特定（Ｓ１１）とは、逆の順序であってもよいし、並行して行われてもよい。同様に、ステップＳ１２において、許容される音量の範囲となる時定数の特定と、許容される電源電圧依存度の範囲となる時定数の特定とは、いずれが先であってもよし、並行して行われてもよい。

（照明器具）
次に、本発明に係る照明器具の実施の形態について説明する。

本実施の形態における照明器具は、上述した実施の形態及び変形例における点灯装置を備える。

図９の（ａ）は、本実施の形態における照明器具の一例、つまり、点灯装置５１を光源部５３とは別に配置した電源別置型の照明器具４０の構成を示す図である。この照明器具４０は、点灯装置５１と光源部５３とそれらを接続するリード線５７とから構成される。ここでは、光源部５３を収納する器具本体５０が天井５８に埋込配設されている様子が示されている。なお、以下の説明では、「上」及び「下」との表現は、図９における上方向及び下方向を意味する。

器具本体５０は、例えばアルミダイカスト等の金属製であって、下端部が開口した有底円筒状に形成される。器具本体５０の内側の上底部には、複数（図示では３つ）のＬＥＤ３と、各ＬＥＤ３が実装された基板５４とを備えた光源部５３が配設されている。なお、各ＬＥＤ３は、器具本体５０の下端部から外部空間に光を照射するために、光の照射向きが下向きとなるように配設されている。また、器具本体５０の下端部の開口には、各ＬＥＤ３からの光を拡散するための透光板５６が設けられている。天井５８の裏面（上面）には、点灯装置５１が器具本体５０とは別の場所に配設されている。点灯装置５１と光源部５３との間は、コネクタ６０を介してリード線５７で配線されている。

点灯装置５１は、上記実施の形態及び変形例のいずれかの点灯装置を収納している装置である。

図９の（ｂ）は、本実施の形態における照明器具の他の一例、つまり、点灯装置５１を光源部５３とともに器具本体５０に内蔵した電源一体型の照明器具４１の構成を示す図である。

この構成では、基板５４の上面に、アルミ板や銅板から成る放熱板６１を器具本体５０と接触する形で配設されている。これにより、各ＬＥＤ３で発生した熱を放熱板６１及び器具本体５０を介して外部に逃がすことができる。

以上のような、本実施の形態における照明器具によれば、上記実施の形態における点灯装置が用いられるので、従来よりも電源電圧依存度が小さく、かつ、音鳴りが抑制される。

なお、本実施の形態における照明器具は、構成要素として、ＬＥＤ３及びＬＥＤ３が実装される基板５４を有していたが、本発明に係る照明器具このような構成に限定されるものではない。本発明に係る照明器具は、ＬＥＤ及びＬＥＤ実装される基板の少なくとも一方を有していなくてもよい。

（電球形ランプ）
次に、本発明に係るランプの一実施の形態として、電球形ランプについて説明する。

本実施の形態における電球形ランプは、固体発光素子と、固体発光素子を点灯させる上述した実施の形態及び変形例における点灯装置とを備える。図１０Ａは、本実施の形態に係る電球形ランプ１００の斜視図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示された電球形ランプ１００の一部破断側面図である。

この電球形ランプ１００は、図１０Ａに示されるように、グローブ１１０と、筐体１２０と、口金１３０と、半導体発光モジュール１４０と、センサ１５０とを主に備える。

グローブ１１０は、半導体発光モジュール１４０から放出される光をランプ外部に放射させるための半球形状の透光性カバーである。

筐体１２０は、グローブ１１０側に位置する本体部１２０ａと、口金１３０側に位置する基端部１２０ｂとで構成される。また、筐体１２０は、半導体発光モジュール１４０を保持する基台１２１と、回路ユニット１２３を保持する回路ホルダ１２２とを、その内部に保持する。より具体的には、筐体１２０は、後述するＬＥＤ１４２の主出射方向がグローブ１１０を向くように、半導体発光モジュール１４０を保持する。

回路ユニット１２３は、ＬＥＤ１４２を点灯させるための上記実施の形態における点灯装置を含む回路であって、回路基板１２４上に実装される各種の電子部品（図示省略）で構成される。この回路ユニット１２３は、回路ホルダ１２２およびキャップ部材１２５内に収納される。キャップ部材１２５は、中空の略円錐台形状であって、開口する大径側の端部が回路ホルダ１２２に接続される。また、キャップ部材１２５は、小径側の端部の外壁面でセンサ１５０を保持している。

口金１３０は、二接点によって交流電力を受電するための受電部であり、照明器具のソケット（図示省略）に装着される。

半導体発光モジュール１４０は、実装基板１４１と、実装基板に実装されたＬＥＤ１４２とを備える。実装基板１４１は、中央に略円形の孔部を有する略円環状であって、上面にＬＥＤ１４２が実装される。

センサ１５０は、典型的には、電球形ランプ１００の近傍（照射範囲内）における人の有無を検出する、いわゆる人感センサである。このセンサ１５０は、検出素子１５１と、レンズ１５２と、制御回路１５３と、実装基板１５４とを備える。本実施の形態に係るセンサ１５０は、ランプ軸Ｊ上に位置するように、キャップ部材１２５の小径側の端部に保持される。

検出素子１５１は、検出対象（この例では、人）を検出する素子であって、人体が発する遠赤外線を検出する。レンズ１５２は、透光性を有する半球形状であって、検出素子１５１を覆うように配置される。このレンズ１５２は、外光（この例では、外部からセンサ１５０に向かって発せられる遠赤外線）を検出素子１５１に集光させる。すなわち、このレンズ１５２がセンサ１５０の検出範囲（検出角度）を決定する。

制御回路１５３は、配線１５５で回路ユニット１２３に接続され、配線１５５を通じて検出素子１５１の検出結果を回路ユニット１２３に通知する。実装基板１５４は、検出素子１５１及び制御回路１５３を保持する。具体的には、実装基板１５４は、一方側の主面に検出素子１５１を、他方側の主面に制御回路１５３を保持し、貫通孔（図示省略）を通じて検出素子１５１と制御回路１５３とを電気的に接続すればよい。そして、実装基板１５４は、検出素子１５１をレンズ１５２の方に向けて、レンズ１５２の開口部に嵌め込まれる。

上記構成のセンサ１５０を備える電球形ランプ１００は、例えば、下記のように動作する。まず、電球形ランプ１００が消灯している場合において、センサ１５０の検出範囲内に人が入ると、検出素子１５１がその人から発せられた遠赤外線を検出する。次に、制御回路１５３は、検出素子１５１で遠赤外線（すなわち、人）が検出されたことを、回路ユニット１２３に通知する。制御回路１５３からの通知を取得した回路ユニット１２３は、半導体発光モジュール１４０に電力を供給する。これにより、ＬＥＤ１４２が発光する（電球形ランプ１００が点灯する）。

一方、電球形ランプ１００が点灯している場合において、検出素子１５１が遠赤外線を検出しない状態が所定時間継続すると、回路ユニット１２３は、半導体発光モジュール１４０への電力の供給を停止する。これにより、電球形ランプ１００が消灯する。

このように、人を検知したときだけ点灯し、人がいないときには消灯することによって、消灯し忘れを防止すると同時に、消費電力を削減可能な電球形ランプ１００を得ることができる。また、センサ１５０を、照明器具ではなく、電球形ランプ１００そのものに搭載したので、既存（センサなし）の照明器具でも人感センサによる点灯制御を簡単に実現できる。

以上のような、本実施の形態におけるランプによれば、上記実施の形態における点灯装置が用いられるので、従来よりも電源電圧依存度が小さく、かつ、音鳴りが抑制される。

このような電球形ランプ１００は、照明装置（あるいは、照明器具）としても実現されてもよい。図１０Ｃは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示された電球形ランプ１００を備える照明装置４００の概略断面図である。

本発明の一形態に係る照明装置４００は、図１０Ｃに示されるように、室内の天井５００に装着されて使用され、本発明の一形態に係る電球形ランプ１００と、点灯器具４２０とを備える。点灯器具４２０は、電球形ランプ１００を消灯及び点灯させるものであり、天井５００に取り付けられる器具本体４２１と、電球形ランプ１００を覆うランプカバー４２２とを備える。器具本体４２１は、ソケット４２１ａを有する。ソケット４２１ａには、電球形ランプ１００の口金１３０が螺合される。このソケット４２１ａを介して電球形ランプ１００に電力が供給される。

なお、本実施の形態における電球形ランプ１００にはセンサ１５０が設けられていたが、本発明に係るランプは、このような形態に限られず、センサを有しないランプであってもよい。

（円盤形ランプ）
次に、本発明に係るランプの一実施の形態として、円盤形ランプについて説明する。

本実施の形態における円盤形ランプは、固体発光素子と、固体発光素子を点灯させる上述した実施の形態及び変形例における点灯装置とを備える。図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施の形態に係る円盤形ランプ２０１の構成を示す図である。具体的には、図１１Ａは、円盤形ランプ２０１を上下方向に切断した場合の断面の概略図であり、図１１Ｂは、円盤形ランプ２０１を分解した場合の各構成要素を示す図である。

円盤形ランプ２０１は、全体形状が円盤状または扁平状のＬＥＤランプである。具体的には、円盤形ランプ２０１は、ＧＨ７６ｐ形の口金を有するＬＥＤランプである。さらに具体的には、円盤形ランプ２０１は、例えば外径が５０ｍｍ〜１００ｍｍ、高さが３０ｍｍ〜５０ｍｍであり、円盤形ランプ２０１が２０Ｗ型のＬＥＤランプの場合には、例えば外径は９０ｍｍ、高さは４５ｍｍである。

なお、図１１Ａ及び図１１Ｂでは、円盤形ランプ２０１から光を取り出す側（以下、光照射側という）が下側となるように、図示されている。以下、本実施の形態では、光照射側が下側となるようにランプを配置した状態を基準として、上（上側）及び下（下側）を規定する。

円盤形ランプ２０１は、熱伝導シート２１０、支持台２２０、充填部材２３０、実装基板２４０、筐体２５０、固定用ネジ２６０、回路基板２７０、反射鏡２８０及び透光性カバー２９０を備えている。

熱伝導シート２１０は、支持台２２０を介して伝達される実装基板２４０からの熱を照明器具側に逃がす伝熱性のシートである。

支持台２２０は、照明器具に接続される部材である。具体的には、支持台２２０の上部には例えばＧＨ７６ｐ形の口金構造が形成され、照明器具に取り付けられ固定される。また、支持台２２０は、実装基板２４０が取り付けられる台座であって、実装基板２４０の光照射側とは反対側に配置されている。

充填部材２３０は、支持台２２０と実装基板２４０との間に配置された、支持台２２０と実装基板２４０との間の空間を埋める部材である。つまり、充填部材２３０は、支持台２２０と実装基板２４０との間に挟まれた場合に、支持台２２０と実装基板２４０との間の空間の形状に対応した形状になる柔らかい材質の部材である。ここで、充填部材２３０は、実装基板２４０と支持台２２０とを熱的に接続する熱伝導シートであるのが好ましい。また、充填部材２３０は、実装基板２４０と支持台２２０とを絶縁する絶縁シートであるのがさらに好ましい。具体的には、充填部材２３０は、ゴムまたは樹脂製のシートであり、例えばシリコンシートまたはアクリルシートである。

実装基板２４０は、ＬＥＤが設けられた基板である。また、実装基板２４０は、熱伝導性が高い材料で構成することが好ましく、例えば、アルミナからなるアルミナ基板により構成される。

筐体２５０は、円盤形ランプ２０１の光照射側を囲う平盤状で円筒形状の筐体である。具体的には、筐体２５０は、上部が、固定用ネジ２６０によって支持台２２０に固定されており、下部には、透光性カバー２９０が取り付けられている。そして、筐体２５０の内方には、充填部材２３０、実装基板２４０、回路基板２７０及び反射鏡２８０が配置されている。

回路基板２７０は、実装基板２４０に実装されたＬＥＤチップを発光させるための上記実施の形態における点灯装置である。回路基板２７０は、円形状の開口が形成された円盤状（ドーナツ形状）の基板であり、筐体２５０の内方かつ反射鏡２８０の外方に配置されている。そして、筐体２５０の内方かつ反射鏡２８０の外方のスペースに、回路基板２７０に実装された回路素子（電子部品）が配置されている。

反射鏡２８０は、実装基板２４０の光照射側に配置され、発光部から照射される光を反射する光学部材である。つまり、反射鏡２８０は、実装基板２４０に設けられた発光部から出射する出射光を反射して下方に照射する。具体的には、反射鏡２８０は、実装基板２４０の下方かつ筐体２５０の内方に配置され、下方に向かって内径が漸次拡大するように形成された円筒形状の部位を有している。

透光性カバー２９０は、筐体２５０の内部に配置された部材を保護するために筐体２５０の下面に取り付けられた平盤状の有底円筒形状部材である。透光性カバー２９０は、接着剤、複数のリベットまたはネジ等によって、筐体２５０の下面に固定されている。また、透光性カバー２９０は、実装基板２４０に設けられた発光部から出射する出射光を透光するように、ポリカーボネートなどの光透過率の高い合成樹脂材料によって構成されている。

以上のように、本発明の実施の形態１に係る円盤形ランプ２０１によれば、筐体２５０は、支持台２２０とで実装基板２４０を挟み込むことで、実装基板２４０を支持台２２０に固定する固定部５５を有している。このため、筐体２５０と支持台２２０とで実装基板２４０を挟み込んで、実装基板２４０を支持台２２０に固定することができるため、実装基板２４０を支持台２２０に固定するために特別な部材は必要としない。したがって、簡易な構成でＬＥＤ基板を支持台に固定することができる。

また、実装基板２４０を支持台２２０に固定するために特別な部材は必要としないため、材料コストや組立コストを低減することができ、製品のコストダウンを図ることができる。

以上のような、本実施の形態における円盤形ランプによれば、上記実施の形態における点灯装置が用いられるので、従来よりも電源電圧依存度が小さく、かつ、音鳴りが抑制される。

なお、このような円盤形ランプ２０１は、電球形ランプと同様に、照明装置（あるいは、照明器具）としても実現されてもよい。そのような照明装置は、例えば、室内の天井に装着されて使用され、本発明の一形態に係る円盤形ランプ２０１と、点灯器具とを備える。点灯器具は、例えば、天井に取り付けられる器具本体と、円盤形ランプ２０１を覆うランプカバーとを備える。

なお、本発明に係るランプの具体例として、電球形ランプ及び円盤形ランプを説明したが、本発明に係るランプは、これらの形態に限定されない。本発明に係る点灯装置及び固体発光素子を備えるランプであれば、いかなる形状のランプであってもよい。

以上、本発明に係る点灯装置、照明器具及び音鳴り防止方法について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及び変形例に施したものや、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれる。

たとえば、本実施の形態では、点灯回路１０に平滑化用のコンデンサ１３が設けられたが、コンデンサ１３は必ずしも必要ではない。コンデンサ１３がないためにＬＥＤ３が交流駆動された場合であっても、その駆動周波数が高い場合には、人間はチラツキとして感じることがないからである。

本発明は、発光ダイオード及び有機ＥＬ素子等の固体発光素子を点灯させる点灯装置、点灯装置を備える照明器具、ランプ、及び、点灯装置及び照明器具での音鳴りを防止する方法（設計方法等）として、例えば、天井に埋め込むＬＥＤ照明器具等として、利用できる。

１ 点灯装置
２ 交流電源
３ ＬＥＤ
５ ＡＣ／ＤＣコンバータ（交流直流変換器）
６ ダイオードブリッジ
７ コンデンサ
１０ 点灯回路
１１ チョークコイル
１２ ダイオード
１３ コンデンサ
２０ 駆動回路
２１ 入力端子
２２ 出力端子
２３ 発振器
２４ 制御回路
２５ スイッチング素子
３０ ＬＰＦ
３１ 抵抗
３２ コンデンサ
３５ 調光制御回路
３６ ラッチ
３７ ＰＷＭ信号発生器
４０、４１ 照明器具
５０ 器具本体
５１ 点灯装置
５３ 光源部
５４ 基板
５６ 透光板
５７ リード線
５８ 天井
６０ コネクタ
６１ 放熱板
１００ 電球形ランプ
１１０ グローブ
１２０ 筐体
１２０ａ 本体部
１２０ｂ 基端部
１２１ 基台
１２２ 回路ホルダ
１２３ 回路ユニット
１２４ 回路基板
１２５ キャップ部材
１３０ 口金
１４０ 半導体発光モジュール
１４１ 実装基板
１４２ ＬＥＤ
１５０ センサ
１５１ 検出素子
１５２ レンズ
１５３ 制御回路
１５４ 実装基板
１５５ 配線
２０１ 円盤形ランプ
２１０ 熱伝導シート
２２０ 支持台
２３０ 充填部材
２４０ 実装基板
２５０ 筐体
２６０ 固定用ネジ
２７０ 回路基板
２８０ 反射鏡
２９０ 透光性カバー
４００ 照明装置
４２０ 点灯器具
４２１ 器具本体
４２１ａ ソケット
４２２ ランプカバー
５００ 天井

Claims (7)

1. 調光信号に応じた明るさで固体発光素子を点灯させる点灯装置であって、
   直流電圧を入力とし、コイル、及び、前記コイルに蓄積されたエネルギーを回生させるためのダイオードを含む点灯回路と、
   平滑ＰＷＭ信号が入力される入力端子、及び、前記入力端子から入力された平滑ＰＷＭ信号が示すデューティ比に対応する期間であるバースト期間においてオン・オフを繰り返すことで、前記コイルに流す電流を駆動するスイッチング素子を含む駆動回路と、
   前記調光信号に応じたデューティ比をもつＰＷＭ信号を生成する調光制御回路と、
   前記調光制御回路で生成されたＰＷＭ信号を平滑化し、平滑ＰＷＭ信号として前記駆動回路の入力端子に出力する低域通過フィルタとを備え、
   前記駆動回路は、前記入力端子から入力された平滑ＰＷＭ信号の波高が第１閾値以下の場合には、前記スイッチング素子をオンさせず、前記波高が第１閾値より大きく、かつ、第２閾値（＞第１閾値）より小さい場合には、前記波高が大きくなるほど、前記スイッチング素子が前記バースト期間において繰り返しオン・オフするときの１回分のオンにおける時間であるオン時間を大きくし、前記波高が前記第２閾値以上である場合には、前記オン時間を一定にする制御をし、
   前記低域通過フィルタは、前記調光制御回路で生成されたＰＷＭ信号を平滑化することで、前記デューティ比に対応する信号区間において、前記第１閾値より大きく、かつ、前記第２閾値より小さい波高となる第１期間と、前記第２閾値以上の波高となる第２期間とをもつ平滑ＰＷＭ信号を生成し、生成した平滑ＰＷＭ信号を前記駆動回路の入力端子に出力する
   点灯装置。
2. 前記調光制御回路は、前記ＰＷＭ信号として、１周期において第１論理状態と前記デューティ比に対応する第２論理状態とから構成される信号が一定の周波数で繰り返される信号を生成し、
   前記低域通過フィルタは、前記平滑ＰＷＭ信号として、前記第２期間が、前記調光制御回路で生成されたＰＷＭ信号において前記第２論理状態が継続する時間の１／３以上となる信号を生成する
   請求項１記載の点灯装置。
3. 前記駆動回路は、前記バースト期間において前記コイルに流れる電流の波形の上側包絡線が、前記入力端子に入力された平滑ＰＷＭ信号の波形に対応した形であって、前記コイルに流れる電流の波形が、高さが徐々に大きくなる三角波が続く期間と、高さが一定の三角波が続く期間と、高さが徐々に小さくなる三角波が続く期間とを有することとなるように、前記スイッチング素子をオン・オフさせる
   請求項１又は２記載の点灯装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の点灯装置を備える照明器具。
5. 固体発光素子と、前記固体発光素子を点灯させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の点灯装置とを備えるランプ。
6. 請求項５記載のランプを備える照明器具。
7. ＰＷＭ信号に応じて固体発光素子の調光制御を行う請求項１記載の点灯装置における音鳴りの防止方法であって、
   前記ＰＷＭ信号を平滑化する低域通過フィルタの時定数を決定する時定数決定ステップを含み、
   前記時定数決定ステップでは、
   前記時定数と、前記音鳴りの大きさとの関係である第１特性を特定し、
   前記時定数と、電源電圧の変動に対して前記固体発光素子の明るさが変化する度合いである、前記点灯装置の電源電圧依存度との関係である第２特性を特定し、
   前記第１特性において、指定された音鳴りの大きさよりも小さい音鳴りとなり、かつ、前記第２特性において、指定された前記電源電圧依存度よりも小さい電源電圧依存度となる時定数を特定する
   音鳴り防止方法。

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