JP6331436B2 - 点灯装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明機器の点灯装置に関し、特に調光機能つきの点灯装置により光源に電力を供給するに当たり、その供給方法の改善に関する。

従来、調光機能つきの点灯装置では光源電力を供給する場合、例えば、光源からの出力（発光量）を調整しようとする際は、当該光源からの光を使用している環境において、作業等を行っている操作者の目視判断により、発光量の増減を光源に比較的近接した位置に設置されたダイアル式或いは段階式の操作部（調整つまみ）を操作して、所定のダイアル目盛り或いは数値を設定する。

この設定値に応じた電力が光源に目標値として供給されることになるが、その場合目標値の供給電力に到達する過程において、供給量を漸増させて目標値に到達させることが一般的である。この供給量を漸増させる場合、供給量を段階的に増加させる手法が、実施されていた。この手法は、いわゆる、複数のステップ幅のディップスイッチを複数個用意しておき、単一のステップ幅のディップスイッチ、または、それらを適宜組み合わせてステップ幅を選定していた。

すなわち、図示しないダイアル等の操作部の目盛りが操作者により選定されると、その目盛りに対応した電力供給量の目標値が設定され、他方マニュアル操作によりディップスイッチが選定されると、例えば図１２に示されるように、その選定に対応した電力供給量の増加ステップ〈パターン〉が選定されることになり、これに対応して経時的に電力供給量は目標値に向かって増加していくことになる。

従来、光源からの出力（発光量）の目標値とディップスイッチとは連動していなかったため、調光が必要とされるたびに操作者がダイアルの再操作或いはディップスイッチの再選定等の調光操作するのは作業性が低く、また正確に調光を実現しようとすればその調光操作も一度のみならず結果的に複数回行うこともあり得た。そのため、所望の発光量で光源を発光させるために、適正な電力を光源に簡便に供給することは、事実上困難であった。

また、所望の調光を速やかに実現しようとすると、調光操作中に、供給電力目標値の設定行為である操作部の操作に加えて、供給電力の速やかな増加を期待するあまり、換言すれば、発光量の短期間での増加を期待するあまり、それに応じてステップ幅を大きく変化させるためそれに対応してディップスイッチを切り替えることになり、最終的供給電力値が目標値よりもオーバーシュートし、過剰な発光状態に到ることもあった。このような状態に到った場合には、再度、操作部により設定値を下方修正する必要が生じるという事態も充分あり得た。

さらに、マニュアル選定等のマニュアル操作を前提とすると、ディップスイッチにより選定できるステップ幅は、ディップスイッチ数とその組み合わせにより決定されるため、ディップスイッチの選択により選定できるステップ幅の数には上限があり、限定的なステップ幅の種類での制御しか実現できず、供給電力量の増減のパターンに関し、その自由度が低いという問題もあった。

例えば、ボリュームの回動量に応じたステップ幅の増分を設定するという手法も考えられるが、この手法ではステップ幅の増分がディップスイッチ方式に比べて連続的に増加させることが可能であるが、この手法も操作者のマニュアル操作に基づく制御であり、光源へ電力を供給する電力供給回路の出力値とは独立した制御であり、その制御の精度・レベル等々の観点でその適正さについても限界がある。

上記のように、従来、調光機能つきの点灯装置において、光源に供給する電力を調光する操作は、照明機器が設置されている環境に即した調光を実現するに当たり、操作者にとって非常に手間のかかる煩わしい作業であり、かつ、周囲の環境に即した調光の実現にも自ずから限界ないし制約があった。

ここで、これまで述べてきたディップスイッチ（ＤｉｐＳＷ）の一般的使用例に関し、補足的に説明する。
ディップスイッチの使い方の他の例としては、照明装置において、初回電源投入時に開閉し、音響パターンをＤｉｐＳＷで選択するものがあった。この例では、複数種のディップスイッチを予め用意しておき、それら複数種のディップスイッチに夫々異なった音響（或いは、トーン）が対応付けられたものである。（特許文献１）

また、一般にランプの始動電圧は、ランプの製造上の不均一性に起因して、各ランプ毎にバラツキが存在するが、そのことを考慮して、始動電圧のバラツキを補正するように構成された放電灯点灯装置がある。このような放電点灯装置では、例えば、放電灯用の始動電圧のバラツキを補正するためにディップスイッチとを用いた場合に電源投入後の最初の１回目だけ調整モードで調整する。
このように、始動電圧のバラツキを補正する調整モードを実行する構成とし、その調整モードでは、一般的に精度よく始動電圧のバラツキを補正することになる。

その種の放電灯点灯装置では、設定値記憶部を備え、過去に出力バラツキを補正した設定値をデフォルト値として記憶して使用するので、放電灯の交換時に所望の値から大きく離れた設定値を設定してしまう恐れがなく、必要であれば、この後に所望の設定値となるよう微調整すればよい。（特許文献２）

特許文献１、特許文献２においては、いずれにしてもディップスイッチは、目的とするパターンの選択に用いられた操作者による操作作業を前提としたハードウェア的手法である。

特開２００４−２４７０９７号公報（段落「０００６」、図１） 特開２００４−３５５８５８号公報（段落「００２９」、図２）

これまで述べてきたように、ディップスイッチとの併用を前提とした従来の点灯装置では、操作者によりディップスイッチが選定されると（すなわちマニュアル操作が行われると）、目標値である電力供給量に到達するまでの過程において、電力供給量の経時的変化は選定されたディップスイッチに対応した階段状の波形で増加していくことになるが、上述の階段状の波形の形状は固定的に決定され、目標値への漸近するパターンが一意的に決まってしまうために、所望の調光を速やかに実現することは、事実上困難だった。

また、選定できる階段状の波形の形状の数は、ディップスイッチ数と組み合わせにより決定されるため、切り替えにより選定できるステップ幅の数には上限があり、事実上段階的な制御しかできず、光源に供給する電力を滑らかな曲線状に沿うようには変更できないという問題があった。

さらに、オフィスビル用途では仕様の異なる複数の照明器具を設置する場合、それらの照明器具のすべてに対応するようにマニュアル操作を伴うことを前提とするディップスイッチを設けるとすれば、使用頻度の低いディップスイッチも用意する必要があり、コストアップに繋がる。

この発明は上記の課題を解決するものであり、電力供給回路から光源に対し適正に電力を供給し得る調光機能つき点灯装置を提供するものであり、例えば、所望の調光を速やかに実現する必要があるような場合においても、目標値とする光源の供給電力の設定値に向かって、適正に供給電力を追随させることができる点灯装置を提供するものである。

本発明における点灯装置は、
スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のデューティ比に応じて光源に対して電力を供給する電力供給回路と、
前記調光コントローラと接続され、前記調光コントローラの信号を調光信号として出力する調光インターフェース回路と、
前記光源への電力供給量の設定値として予め定められた目標調光指令値を記憶した記憶部と、
前記調光インターフェース回路から前記調光信号を受信し、前記電力供給回路から前記光源に供給される電力の電流又は電圧に基づいたフィードバック制御により、前記電力供給回路から前記光源に供給される電力が前記目標調光指令値に経時的に漸近して到達するように前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
を備えた点灯装置であって、
前記制御回路は、操作者が操作して前記電力供給回路が供給する電力の電流の入力値を設定するための設定部および前記電力供給回路から供給されている電力の電流値と前記設定部で設定された入力値の差分に基づいて調整信号として出力する設定信号出力部を有する制御ユニットが、前記調光インターフェース回路に接続されていると共に前記光源に代えて前記電力供給回路に接続されている調節モードの期間に、
前記調光インターフェース回路を経由して受信した前記調整信号に基づいて前記スイッチング素子を制御すると共に前記記憶部に記憶された前記目標調光指令値を更新する
ことを特徴とする。

この発明の点灯装置によれば、調光機能を実現するにあたり電力供給回路の出力側の電気信号に基づいて生成した、調光指令値を上記電力供給回路の入力側に供給することにより、光源への電力供給を適正に実現できる。

この発明の実施の形態１の点灯装置１００の回路図である。 図１に示す点灯装置１００と併用可能な制御ユニット４００の構成とその内部接続図である。 図２に示す制御ユニット４００をランプの代わりに、点灯装置１００を接続したときの回路図である。 実施の形態１の点灯装置１００に用いられる変換テーブルの説明図である。 実施の形態１の点灯装置１００の調節モード期間中、及びその前後におけるタイミングチャートである。 実施の形態１において、変換テーブルを更新する際のフローチャートである。 実施の形態２の点灯装置１００の調節モード期間中、及びその前後におけるタイミングチャートである。 実施の形態２において、変換テーブルを更新する際のフローチャートである。 実施の形態１、実施の形態２において変換テーブル更新する際の目標調光指令値への漸近状態を示す図である。 この発明の点灯装置１００が適用される光源３００の一例の電気的等価回路図である。 図１０に示された電気的等価回路図による光源３００が接続されうる電力供給回路（ＬＥＤ電源）の電気的等価回路の一例を示す図である。 ディップスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４切替えにより選定できるステップ幅の増分を示す図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る点灯装置を適用した照明装置に関し、まず、その電源部である点灯装置１００の回路図について、図１〜図３に基づいて説明する。

図１は、実施の形態１の点灯装置の一例を示す回路図である。図２は、図１の点灯装置１００が適用される光源の一例の電気的等価回路図である。図３は、光源が接続されうる図１に示す点灯装置１００に、図２を接続したときの電気的等価回路の一例を示す。

具体的詳細な構成を説明するに先立ち、まず、点灯装置１００とそれを構成する主要回路の概要につき述べる。
点灯装置１００はＬＥＤ光源に電力を可変的に供給するものであり、この点灯装置１００は、整流回路１１０と、調光回路１２０（電力供給回路）と、電線を介して調光コントローラ２００に接続される調光インターフェース回路１３０と、制御回路１４０とから主に構成されている。

整流回路１１０は外部から交流電圧ＡＣが入力され、直流電圧を生成して、これを出力するとともに、高調波の発生を抑制し力率をも改善する機能を有する。

調光回路１２０は整流回路１１０の後段に接続されており、制御回路１４０からの制御信号が入力される。この制御信号に基づき、光源に供給される電力が漸増的及び漸減的に変化し、調光コントローラ２００によって指示される所定の目標電力供給量となるように供給電力量が制御される。

調光インターフェース回路１３０は、調光コントローラ２００から入力される、例えばＰＷＭ信号を適正なレベルの出力信号に変換して、これを調光信号として制御回路１４０に供給する。

制御回路１４０は、調光回路１２０を制御するものであり、制御回路１４０は、制御信号を生成して、これを出力し、調光回路１２０を制御する。
さらに、制御回路１４０は、後述する制御部１４１とフィードバック部１４２とから構成されている。

制御部１４１は、抵抗Ｒ４と相互に接続されたＲ５の中間接続点における電圧検出電圧Ｖ３を検出している。
制御部１４１はその動作の詳細は後述するが、調光インターフェース回路１３０から調光信号を入力し、調光レベルを指示する調光制御信号を生成し、これを出力する。

フィードバック部１４２は、抵抗Ｒ６の一端側からの電流検出電圧Ｖ４（即ち、抵抗Ｒ６には、出力電流と同等の電流が流れるため、出力電流を検出していることになる。）と、制御部１４１の出力する調光指令値を比較して、電流検出電圧Ｖ４が調光指令値と等しくなるようにフィードバック制御をして、調光回路１２０（後述するドライバ１２２）に対して制御信号を供給している。

さらに、点灯装置１００は、光源の電極側と接続する電源電位側となる接続部１ａと、接地電位側となる接続部１ｂを有している（これら接続部１ａ，１ｂとを、総称して第１の接続部１と適宜記す。）。

以降では、光源としてＬＥＤランプ３００を用い、このＬＥＤランプ３００用の電源として点灯装置１００について説明するが、光源それ自体としては、例えば、複数のＬＥＤが実装されたＬＥＤモジュール基板や有機ＥＬパネルなどの光源に変更されても構わない。その場合、点灯装置１００は光源の種類に対応した電源の名称となる。

ところで、この点灯装置１００は、後述するように、その動作・機能としては、光源であるＬＥＤランプ３００に所要の電力を供給し、その供給電力量は固定的でなく可変であり、その供給電力量に応じた発光量で、ＬＥＤランプ３００は発光する。したがって、この点灯装置１００はＬＥＤランプ３００に対し、調光可能に供給電力を供給しており、かつ、ＬＥＤランプ３００に対する点灯機能を有している。
したがって、点灯装置１００は調光機構付の電力供給を実行していることになり、総称して点灯装置１００と呼ぶ。

なお、以下の説明においては、特に指定しない限り、点灯装置１００とＬＥＤランプ３００の使用を想定している。

ここで、点灯装置１００を構成する整流回路１１０と、調光回路１２０と、調光インターフェース回路１３０と、制御回路１４０の個々の構成部品ついて、具体的に説明する。

整流回路１１０は、交流電圧ＡＣを直流に整流するダイオードブリッジＤＢと、インダクタＬ１と、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）と、ダイオードＤ１と、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）がオフ動作時に電荷を蓄積するコンデンサＣ１と、電圧検出回路１１３と、電圧検出回路１１３の電圧を受けて、検出値をドライバ１１２に供給する電圧検出部１１１と、この検出値に基づいて、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）のゲート電圧をスイッチング制御するドライバ１１２と、から構成される。

整流回路１１０の接続関係について、以下説明する。
ダイオードブリッジＤＢは、交流電圧ＡＣと並列に接続されている。相互に直列接続されたインダクタＬ１及びＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）とが、このダイオードブリッジＤＢと並列に接続されている。相互に直列接続されたダイオードＤ１及びコンデンサＣ１が、このＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）と並列に接続されている。
後段の電圧検出回路１１３は、抵抗Ｒ１，Ｒ２が相互に直列接続されて形成されている。電圧検出回路１１３は、コンデンサＣ１が並列に接続されている。

整流回路１１０内での信号の流れについて、以下説明する。
抵抗Ｒ１と相互に接続された抵抗Ｒ２の中間接続点における電圧検出電圧Ｖ１の電圧は、電圧検出部１１１に入力電圧の値として供給される。また、ドライバ１１２は、電圧検出部１１１から供給される検出値に基づいて、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）のゲート電圧をスイッチング制御する。

調光回路１２０は、ゲートに電圧を加えることで電流の流れを制御するＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）と、ダイオードＤ２と、インダクタＬ２及びコンデンサＣ２からなる積分回路と、ＬＥＤランプ３００に流れる電流を検出する抵抗Ｒ６と、後述するパルストランス１２３を制御するドライバ１２２と、方形波のパルス電圧を供給してＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）をスイッチングするパルストランス１２３とを備える。

調光回路１２０の接続関係について、以下説明する。
相互に直列接続されたＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）及び逆接続されたダイオードＤ２とが、コンデンサＣ１の出力側端子と並列に接続されている。相互に直列接続されたインダクタＬ２及びコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ６とが、ダイオードＤ２の出力側端子と並列に接続されている。
後段には、電圧検出回路１２４が、抵抗Ｒ４，Ｒ５が相互に直列接続されて形成されている。電圧検出回路１２４は、接続部１ａと接地電位の間に並列に接続されている。

調光回路１２０内での信号の流れについて、以下説明する。
抵抗Ｒ４と相互に接続された抵抗Ｒ５の中間接続点における電圧検出電圧Ｖ３は、制御部１４１に供給される。制御部１４１の出力端子は、フィードバック部１４２の入力に接続される。また、ドライバ１２２は、フィードバック部１４２から供給される検出値に基づいてパルストランス１２３を制御する。パルストランス１２３は、方形波のパルス電圧を供給してＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）のゲート電圧をスイッチング制御することにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）をＯＮ、ＯＦＦする。

上記で、パルストランス１２３はＰＷＭ信号のデューティ比を調節することにより、ＬＥＤに流れる電流を変化させて光源の明るさを制御している。

調光コントローラ２００は、ＰＷＭ信号を出力し、調光度に応じてＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比を変化させる。調光コントローラ２００の出力は、点灯装置１００内の調光インターフェース回路１３０の入力に接続されている。

調光インターフェース回路１３０は、制御回路１４０に調光信号を供給するものである。その入力端子が調光コントローラ２００の出力側、また、その出力端子が制御部１４１の入力側にそれぞれ接続されている。

調光インターフェース回路１３０は、調光コントローラ２００と点灯装置１００との間で基準電圧や極性を合わせるなどして、調光コントローラ２００からの電気信号を電圧レベル変換して、調光信号として後述する制御部１４１に供給する。

制御回路１４０は、調光回路１２０を制御する制御部１４１と、抵抗Ｒ６に流れる電流を検出してドライバ１２２に検出値を供給するフィードバック部１４２とを備える。

制御回路１４０の接続関係について、以下説明する。
制御部１４１の入力端子は、調光インターフェース回路１３０の出力（一方の入力端子）と、抵抗Ｒ４と相互に接続された抵抗Ｒ５の中間接続点（もう一方の入力端子）とに接続され、制御部１４１の出力端子は、フィードバック部１４２入力端子に接続されている。

フィードバック部１４２の入力端子は、制御部１４１の出力端子に接続され、フィードバック部１４２の出力端子は、ドライバ１２２の入力端子に接続されている。

制御回路１４０内での信号の流れについて、以下説明する。
制御回路１４０内での信号の流れについて、以下説明するに先立ち、制御回路１４０からの出力信号である指令値に関し、予め述べる。

指令値には調光指令値と目標調光指令値との２種類あり、調光指令値は、電力供給回路の出力側の電気信号をフィードバック的に、制御回路１４０に供給する構成において、制御部１４１に入力される調光信号オンＤｕｔｙに対応した調光率によって変化する値となっている。目標調光指令値は、電力供給回路が供給する出力電流値に対応した値で、固定的な値であり、調光指令値がフィードバック動作の都度生成されることに比較すると、いったん設定・決定された後は、フィードバック動作の都度変化するということではなく、時間に依存しない値である。
調光インターフェース回路１３０からは、調光信号が、制御部１４１に供給される。中間接続点からは、電圧検出電圧Ｖ３が、制御部１４１に供給される。

制御部１４１は、調光インターフェース回路１３０を通して調光コントローラ２００から入力される調光信号に基づいて、調光指令値を電圧値の電圧レベル（電圧信号）として算出する。この後、制御部１４１は調光制御信号を生成し、この調光指令値をフィードバック部１４２に供給する。

後述するが、制御部１４１は記憶装置を内蔵し、その記憶装置の内部に変換テーブルを有し、目標調光指令値が格納されている（図６参照）。この目標調光指令値は、電力供給回路からの出力電流に対応つけられた光源の供給電力の設定値に対応する。

フィードバック部１４２は、抵抗Ｒ６から得られる電流検出電圧Ｖ４と調光指令値との差分から検出値を生成して、ドライバ１２２に供給する。ドライバ１２２は、フィードバック部１４２からの制御信号に基づいて動作し、このドライバ１２２からの制御信号に基づいてパルストランス１２３が動作する。パルストランス１２３は、制御信号を供給し、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）のゲート電圧を制御してＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）がＯＮ，ＯＦＦされる。

このように、フィードバック部１４２は、電流検出電圧Ｖ４と調光指令値との差分を比較して、抵抗Ｒ６に発生する電圧（接続部１ａからＬＥＤランプを介して、接続部へ流れる電流）が調光指令値と同じになるようにフィードバック制御する。具体的には、電流検出電圧Ｖ４が調光指令値よりも大きいと、ドライバ１２２はＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）のオンＤｕｔｙを小さくし、電流検出電圧Ｖ４が調光指令値より小さいと、ドライバ１２２はＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ２）のオンＤｕｔｙを大きくすることで、一定の電流となるように制御している。

ＬＥＤランプ３００の両端には、電源電位側となる接続部２ａと、接地電位側となる接続部２ｂとが設けられている（これら接続部２ａ，２ｂを、総称して第２の接続部２と適宜記す。）。
この接続部２ａと接続部２ｂ間には、直列に接続されたＬＥＤランプ３００ａ，３００ｂが接続されている。ＬＥＤランプ３００ａ，３００ｂは、複数のＬＥＤ素子が内部で直列接続されて形成されており、通電するとＬＥＤ素子が発光する。

このとき、調光コントローラ２００はＬＥＤランプ３００ａ，３００ｂから発せられる光を検出する。調光コントローラ２００は、点灯装置１００の外部において調光インターフェース回路１３０の入力に接続され、フォトカプラなどの光電素子で構成される。

調光コントローラ２００は、光電変換によりＬＥＤランプ３００から得られる調光に関する調光信号を、調光インターフェース回路１３０に出力する。

ここまでは点灯装置それ自体について述べてきたが、本発明の実施形態１に点灯装置１００と併用可能な制御ユニット４００につき、以下に述べる。
図４は、本実施の形態１の制御ユニットを示すブロック図である。図５は、図４の制御ユニットを図１の点灯装置に接続した状態を示すブロック図である。
この制御ユニット４００の構成と内部接続については、図４に記載されているが、その具体的な説明に先立ち、制御ユニット４００の基本的な使い方、機能につき、まず述べる。
この制御ユニット４００は、図５に示されるように、図１の調光インターフェース回路１３０に代替的に、調光インターフェース回路１３０の入力側に接続される。

この制御ユニット４００の基本的な機能は、光源に対する定格供給電流などを書き換え、仕様変更する機能を有する。

一般に、点灯装置１００からの出力電流は過去の使用実績に基づいて、定格電流値として予め設定されており、通常はこの定格電流値に基づいて、出力電流が光源に供給される。
例えば、当初よりも光量が不足しており、さらに光量を増加させる必要がある場合など、何らかの理由により、この定格電流値を増加させる必要が生じた場合、光源へ供給する定格電流値を変更したい状況に対処するためにこの制御ユニット４００が適用される。

以下、制御ユニット４００について、具体的に説明する。
この制御ユニット４００は、入力側として点灯装置１００の出力電流の値を外部から変更して調節するものであり、この制御ユニット４００は、出力電流を測定する計測部４１０と、操作者が入力値を入力して出力電流の値を調節する設定部４２０と、入力値と出力電流値との差に基づいて差分±Δを計算する制御部４３０と、入力値と出力電流値や各種情報を表示する表示部４４０と、入力値と出力電流値との差分±Δを出力するポート機能を有する設定信号出力部４５０とから主に構成されている。

さらに、制御ユニット４００は、両端接続部２ａ，２ｂを有しており、第２の接続部２は、点灯装置１００の出力側の第１の接続部１に接続可能となっている。

制御ユニット４００を構成する計測部４１０と、設定部４２０と、制御部４３０と、表示部４４０と、設定信号出力部４５０の個々の構成部品について、以下にそれぞれ説明する。

計測部４１０は、接続部２ａと接続部２ｂとの間に接続されており、計測部４１０は、点灯装置１００が出力する出力電流を計測している。計測部４１０が、出力電流を計測するタイミングや回数は任意で構わない。

設定部４２０は、ダイヤルスイッチ、ボタンスイッチあるいはタッチパネルから構成され、制御ユニット４００内に自由に配置される。操作者は、設定部４２０を操作し光源に電力供給量を設定するための入力値を制御部４３０に入力する。

制御部４３０は、その詳細動作は後述するが、入力値、出力電流値などの表示情報を表示部４４０へ出力する。

表示部４４０は、制御部４３０に接続されており、その入力値と出力電流値との差分±Δを制御部４３０から出力される表示信号に基づいて表示する。

前述の制御部４３０は、入力値と出力電流値とが等しいかを判断する。すなわち制御部４３０は、入力値と出力電流値が等しくないと判断した場合には、差分±Δを調節する調整信号を出力する。他方、入力値と出力電流値が等しいと判断した場合には、目標調光指令値に到達したと判断し、それ以降は調整信号を出力しない。

設定信号出力部４５０は調整信号を出力するポートであり、その出力が調光インターフェース回路１３０の入力に接続されており、前述の制御部４３０からの判断結果を受け、図５に示すように調整信号を調光インターフェース回路１３０に出力する。

この制御ユニット４００によれば、ＬＥＤランプ３００から発せられる光から算出した出力電流と入力値とを比較して、出力電流の値が「小さい場合（暗い場合）」、すなわち制御部４３０は、入力値と出力電流値が等しくないと判断した場合には、差分±Δを調節する調整信号を出力する。これにより、設定信号出力部４５０から、調光インターフェース回路１３０、制御回路１４０の順にフィードバックをかけることにより、連動して出力電流を調節する。

また、出力電流と入力値とを比較して、出力電流の値が「小さい場合（暗い場合）」、操作者が設定部４２０から入力値を直接入力して、点灯装置１００からの出力電流値を調節することも可能である。

制御ユニット４００を点灯装置１００に接続したときの回路図である図５に基づき、制御ユニット４００と制御部１４１との相互の関連動作につき述べる。出力電流の調節時には、第１の接続部１が第２の接続部２と接続され、制御ユニット４００が点灯装置１００と電気的に接続される。

ところで、ＬＥＤランプ３００に流れる出力電流は、前述の通りあらかじめ設定されているが、この出力電流を新たな出力電流に再調節する際には、操作者が設定部４２０から入力値を入力し、これに伴い設定信号出力部４５０から調整信号が出力されて、制御部１４１内の変換テーブルが更新される。この変換テーブルの更新により目標調光指令値が変更される。

上記のように、制御部１４１は変換テーブルの更新内容に基づいて、フィードバック部１４２に調光指令値を電力供給回路に供給し、その結果、ＬＥＤランプ３００に流れる出力電流を調節する。

ここで、変換テーブルについて更に具体的に説明する。
変換テーブルの内容としては、設定部４２０から操作者の操作により入力される入力値［ｍＡ］と、光源への電力供給量が目標値として予め定められた目標調光指令値［Ｖ］と、計測部４１０で計測する出力電流［ｍＡ］とからなる。

この変換テーブルの内容は、日々、時々刻々更新されており、調節作業のデータ、調節作業前後のデータが蓄積され、学習機能を持っている。入力値と目標調光指令値と出力電流とは、変換テーブルによって同一の日時で対応付けされている。また、後に説明する調節モード期間が終了するたびに変換テーブルは更新され、以降はその照度をＬＥＤランプ３００の調光１００％のデフォルト出力状態（光源のスペック）として記憶される。

なお、制御部１４１は、記憶装置の記憶容量に空きスペースが減少したと判断した場合に、不要と判断した過去の該当する対応付けデータを変換テーブルから削除していくようにしても良い。これにより、制御部１４１は記憶装置を有効に活用できる。

次に、操作者が設定部４２０から入力値を入力して、設定信号出力部４５０から調整信号を出力することにより、制御部１４１内の変換テーブルを更新する手順について、図６に基づき説明する。

いま、初回電源投入時に、設定部４２０から入力された入力値が５００ｍＡであったとする。このとき同時に、目標調光指令値が０．３Ｖ、出力電流は５００ｍＡを示している。（時刻ｔ０）

この後、ＬＥＤランプ３００の時間的な変化により出力電流が４００ｍＡ相当の明るさに低下したとする。この場合、操作者は第１の接続部１と第２の接続部２とを接続し、制御ユニット４００と点灯装置１００とを電気的に接続させ、出力電流の低下を表示部４４０で確認する。この後、操作者は設定部４２０から入力値、例えば６００ｍＡを入力し、設定信号出力部４５０から調整信号を出力することにより制御部１４１内の変換テーブルの内容を更新する。変換テーブルの内容の更新により目標調光指令値が０．４Ｖにまで上昇する。これにより、出力電流が６００ｍＡとなり、ＬＥＤランプ３００は５００ｍＡ相当の明るさに回復する。（時刻ｔ１）

さらに、時間的な変化により時刻ｔ２，時刻ｔ３，時刻ｔ４，時刻ｔ５とＬＥＤランプの明るさが低下した場合にも、操作者は設定部４２０からさらに入力値、例えば７００ｍＡを入力して、制御部１４１内の変換テーブルを再度更新する。これにより、目標調光指令値が０．５Ｖにまで上昇し、出力電流が５００ｍＡ相当の明るさに回復する。（時刻ｔ６）

図７では、本発明の実施の形態１に係る調節モード期間中、及び前後における調整信号のタイミングチャートについて説明する。図７（ａ）は調光信号の時間的変化、図７（ｂ）は調整信号の出力を示す。横軸に時間［ｓｅｃ］、縦軸に電圧の振幅［Ｖ］が示される。

説明に先立ち、設定信号出力部４５０から調整信号を出力することにより点灯装置１００の出力電流を調節するモードを調節モード、この期間を調節モード期間と定義しておく。以降、この定義で説明を進める。ここでは、設定信号出力部４５０が、制御部１４１に符号化デジタル信号を調整信号として出力とする。

符号化デジタル信号は、設定信号出力部４５０と変換テーブルとの間で、例えば、以下のように通信プロトコルを予め定めておく。

設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（００００）を調光インターフェース回路１３０を介して制御部１４１内の変換テーブルに出力したときは、調節モード期間が始まったことを示し、出力電流の調節を開始する。

テーブル内容の更新と、調光指令値との関係について述べる。
設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（０００１）を調光インターフェース回路１３０を介して制御部１４１内の変換テーブルに出力したときは、出力電流値を増加させるよう現在の調光指令値から＋０．１Ｖカウントアップした目標調光指令値に変換テーブルの内容を更新し、フィードバック部１４２に調光指令値を出力する。設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（００１０）を調光インターフェース回路１３０を介して制御部１４１内の変換テーブルに出力したときは、出力電流値を増加させるよう現在の調光指令値から＋１．０Ｖカウントアップした目標調光指令値に変換テーブルの内容を更新し、フィードバック部１４２に調光指令値を出力する。設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（０１００）を調光インターフェース回路１３０を介して制御部１４１内の変換テーブルに出力したときは、出力電流値を増加させるよう現在の調光指令値から＋１０Ｖカウントアップした目標調光指令値に変換テーブルの内容を更新し、フィードバック部１４２に調光指令値を出力する。

設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（１１１１）を変換テーブルに出力したときは、調節モード期間を終了することを示し、出力電流の調節が完了する。

上記のように、通信プロトコルを予め定めた後、符号化デジタル信号の出力をトリガとし、目標調光指令値に到達するように少しずつ上昇される。目標調光指令値に到達するまでにステップに幅を設け、目標調光指令値に漸近するまでは、最初に１０Ｖ間隔の大きなステップ幅で漸近させた後、目標調光指令値の近くまで近づいたところで、さらに１．０Ｖ，０．１Ｖ間隔の小さなステップ幅に自動的に切り換えて細やかに近づける。

一例として、時間Ｔ＝０から出力電流の調節を開始し、時間Ｔ＝ｔ４時に出力電流の調節が終了するまでの各時刻における調光信号、調整信号の出力の時間的変化を説明する。

最初に、時間Ｔ＝ｔ０時に、設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（００００）を制御部１４１に出力すると、出力電流の調節を開始し、調節モード期間が始まる。

調節モード期間中の動作は、以下のとおりである。
設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（０１００）を出力すると、出力電流値を増加させるよう調光指令値を＋１０Ｖカウントアップした調光指令値に設定され、調光信号のパルス幅は狭く変化する（時間Ｔ＝ｔ１）。設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（００１０）を出力すると、出力電流値を増加させるよう調光指令値を＋１．０Ｖカウントアップした調光指令値に設定され、調光信号のパルス幅がさらに狭く変化する（時間Ｔ＝ｔ２）。設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（０００１）を出力すると、出力電流値を増加させるよう調光指令値を＋０．１Ｖカウントアップした調光指令値に設定され、調光信号のパルス幅が最も狭く変化する（時間Ｔ＝ｔ３）。

最後に、時間Ｔ＝ｔ４時に、設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（１１１１）を出力すると、出力電流の調節が完了し、調節モード期間が終了する。

このように、符号化デジタル信号の出力を調整信号として用い、調節モード期間中に点灯装置１００の出力電流の調節することが可能となる。

なお、上記の説明では、符号化デジタル信号を用いて、光源への電力供給量が目標値として予め定められた目標調光指令値に到達するまでに調光指令値をカウントアップしたが、カウントダウンさせても良いし、通信プロトコルも自由に設定されて良い。

図８は、本発明の実施の形態１において、調節モード期間中に変換テーブル更新する際
の処理を示したフローチャートである。図５及び図７を参照しながら動作を説明する。

制御部１４１は、調光指令値をＶ＝Ｖ０に初期化する（ステップＳ１Ａ）。
これは、カウントアップが開始されたときに調光指令値を予めＶ＝Ｖ０に初期化しておかないと、調光指令値が正しくカウントアップを開始できず、前回の調光指令値から累積された調光指令値となるのを防ぐためである。

この後、制御部１４１は、調整信号の出力に応じて調光指令値のカウントアップを開始する（ステップＳ２Ａ）。

制御部１４１は、調光指令値のカウントアップを継続する（ステップＳ３Ａ）。

制御部４３０は、計測部４１０の出力電流の検出結果に基づいて、調光指令値が予め定められた出力電流値Ｘに到達したかどうかを判定する。（ステップＳ４Ａ）。

もし、Ｓ４Ａにおいて、調光指令値が出力電流値Ｘに未到達と判断すると、調光指令値のカウントアップが必要ありと判断され、ＮＯへ進み、Ｓ３Ａに戻る。（ステップＳ４Ａ）。

すると、制御部１４１は、調光指令値のカウントアップが必要と識別し、制御部１４１内の記憶装置内の変換テーブルの調光指令値に調整信号の出力に応じて調光指令値をカウントアップする。そして、制御部１４１は調光指令値を出力する。

Ｓ４Ａにおいて、調光指令値が出力電流値Ｘに到達したと判断すると、ＹＥＳへ進み、設定信号出力部４５０は、制御部１４１に調整信号として符号化デジタル信号（１１１１）を出力し、調節モード期間が終了する。

なお、制御部１４１は調光指令値が出力電流値Ｘに到達したと判定した場合には、記憶部の変換テーブルに”そのときの調光指令値を調光１００％として”記憶しておく。（ステップＳ５Ａ）。

これで、一連の処理が終了する。（エンド）。

以上のように、実施の形態１の構成に更に制御ユニット４００付加して、この制御ユニット４００により点灯装置１００の出力電流を自動的に調節するように構成すれば、出力電流を決定した後にも、出力電流の再設定（光源のスペックの書き換え）が容易になる。また、光源に制御ユニット４００を接続すればよいので、外部電源や電池を用いず、作業効率が向上する。

実施の形態２．
この実施の形態２の具体的説明に先立ち、実施の形態２の概要について述べる。
実施の形態２では、過去の実績値データに基づき、目標となる目標調光指令値の例えば８０〜９０％程度のレベルの調光指令値を第１の指令とし、残りの１０〜２０％については、電力供給回路の出力側の電気信号をフィードバック的に用いて供給値を微調整的に漸増させる。

すなわち、実施の形態２では、電力供給回路の出力側の電気信号を制御回路側にフィードバック的に供給する動作（フィードバック動作）が後段の過程に部分的に適用され、いわばパーシャルタイムフィードバック(ｐａｒｔｉａｌ−ｔｉｍｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ)方式に相当する。
他方、実施の形態１では、電力供給開始から目標値への到達に至るまでの調節モード期間に亘って、フィードバック動作が実行されており、いわばフルタイムフィードバック(ｆｕｌｌ−ｔｉｍｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ)方式に相当する。

図９は、本発明の実施の形態２に係る調節モード期間中、及び前後における調整信号のタイミングチャートであり、目標調光指令値に迅速に近づけるように調整信号の出力を変更する。具体的には、調整信号の出力が、符号化デジタル信号（０１１１）に変更されている。なお、実施の形態１と同様の構成には、同じ符号を付し説明は省略する。

図９（ａ）は調光信号の時間的変化、図９（ｂ）は調整信号の出力を示す。調節モード期間に、設定信号出力部４５０が出力する調整信号のタイミングチャートについて説明する。

一例として、時間Ｔ＝０から出力電流の調節が開始し、時間Ｔ＝ｔ４時に出力電流の調節が終了するまでの各時刻における調光信号、調整信号の出力の時間的変化を説明する。

最初に、時間Ｔ＝ｔ０時に、設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（００００）を制御部１４１に出力すると、出力電流の調節を開始し、調節モード期間が始まる。

設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（０１１１）を出力すると、出力電流値を増加させるよう調光指令値を＋１０Ｖカウントアップした調光指令値に設定され、調光信号のパルス幅は狭く変化する（時間Ｔ＝ｔ１）。

最後に、時間Ｔ＝ｔ４時に、設定信号出力部４５０が符号化デジタル信号（１１１１）を出力すると、出力電流の調節が完了し、調節モード期間が終了する。
このように、符号化デジタル信号を調整信号として用い、調節モード期間中に点灯装置１００の出力電流を調節することが可能となる。

図１０は、本発明の実施の形態２において、調節モード期間中に変換テーブルを更新する際の処理を示したフローチャートである。実施の形態２では、変換テーブルの学習機能を使用しており、所望の出力電流に対応する目標調光指令値が既知である。

このため、目標となる目標調光指令値の例えば８０〜９０％程度のレベルの調光指令値を第１の指令とし、残りの１０〜２０％につき、電力供給回路の出力側の電気信号をフィードバック的に用いて供給値を微調整的に漸増させるパーシャルタイムフィードバック（ｐａｒｔｉａｌ−ｔｉｍｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ）方式を適用して、予め定められた出力電流値Ｘに迅速に調節する。図５及び図９を参照しながら動作を説明する。

制御部１４１は、調光指令値をＶ＝Ｖ０に初期化する（ステップＳ１Ｂ）。

この後、制御部１４１は、変換テーブルを参照して目標調光指令値の８０〜９０％程度のレベルの調光指令値を制御部１４１に出力する（ステップＳ２Ｂ）。

調光指令値が出力電流値Ｘであるかを判定する（ステップＳ３Ｂ）。
Ｓ３Ｂにおいて、出力電流値Ｘでない（ＮＯ）場合、実施の形態１のＳ２Ａ〜Ｓ４Ａを繰り返してＳ５Ａに進み、出力電流値Ｘである（ＹＥＳ）場合、Ｓ５Ａに進む。このように、Ｓ３Ｂにおいて、調光指令値が出力電流値Ｘである場合、或いはＳ４Ａにおいて、調光指令値が出力電流値Ｘに到達した場合、設定信号出力部４５０は、制御部１４１に調整信号として符号化デジタル信号（１１１１）を出力し、調節モード期間が終了する。（ステップＳ５Ａ）。

なお、Ｓ５Ａにおいて、制御部１４１は、記憶部の変換テーブルに”そのときの調光指令値を調光１００％として”記憶しておく。（ステップＳ５Ａ）。

これで、一連の処理が終了する。（エンド）。

図９は、本発明の実施の形態１、実施の形態２において変換テーブル更新する際の目標調光指令値への漸近状態を比較した図である。

実施の形態２では、変換テーブルの学習機能を使用して、所望の出力電流に対応する目標調光指令値が既知であるので、所望の出力電流に対応する調光指令値をダイレクトに設定する。このためオーバーシュート等することなく目標出力電流値Ｘに到達させることができる。

図１１は、調節モード期間中において、出力電流に対応する調光指令値（電圧）が、予め定められた目標調光指令値に近づいていく時間的変化が示される。横軸に時間［ｓｅｃ］、縦軸に電圧［Ｖ］が示される。

従来は、制御部１４１に複数個のディップスイッチが接続されており、従来、光源を点灯装置１００に接続した後に、初期設定では照度が不足しており暗いと感じた場合には、操作者はディップスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４のうち、最適なものを選定、切り替えして出力電流値を調節していた。このため、調光指令値を段階制御で設定し、オーバーシュートしながら長い時間をかけて予め定められた出力電流値Ｘに到達させていた。（図１１（ａ））

これに対して実施の形態１では、フルタイムのフィードバック回路を用いて、電力供給回路の出力側の電気信号を外部から無段階制御で再調節できる。このため、図１１（ｂ）に示すように、調光指令値を複数の段階で自動的に設定し、出力電流値Ｘに一致するように滑らかに到達させることができる。

さらに、実施の形態２では、変換テーブルの学習機能を使用して所望の出力電流に対応する目標調光指令値が過去の使用実績などの値から既知である。このため、図１１（ｃ）に示すように、調光指令値を１つの段階でダイレクトに設定できる。仮に、所望の出力電流との間にずれがあった場合にも、微調整のための２〜３回程度のフィードバックによる値の算出で、出力電流値Ｘに一致するように迅速、かつ滑らかに到達させることができる。

以上のように実施の形態２によれば、微調整のための２〜３回程度のパーシャルタイムフィードバック方式による値の算出で、出力電流値Ｘに一致するように迅速、かつ滑らかに調節できる。

また、実施の形態１、及び実施の形態２において、調整信号で指定する値は出力電流と厳密に一致させる必要はなく、近似値を使用しても良い。この場合、制御部４３０は、デフォルト設定を複数準備し、調整信号で指定できる値のうち最も近いものを選択する方式とすることで、制御部４３０の記憶容量を有効に活用できる。

さらに、この発明の主旨を逸脱しない範囲において、実施の形態１，２に開示された技術を適宜組み合わせても良いことは言うまでもない。

なお、上述した実施の形態では、照明機器の点灯装置に関し、光源からの出力を調整できる調光機能つきの点灯装置について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、フィードバックを用いた異なる機器にも適用することができる。

１００ ＬＥＤ電源（点灯装置）、１１０ 整流回路、１１１ 電圧検出部、１１２ ドライバ、１２０ 調光回路、１２２ ドライバ、１２３ パルストランス、１３０ 調光インターフェース回路、１４０ 制御回路、１４１ 制御部、１４２ フィードバック部、２００ 調光コントローラ、３００ａ，３００ｂ ＬＥＤランプ、４００ 制御ユニット、４１０ 計測部、４２０ 設定部、４３０ 制御部、４４０ 表示部、４５０ 設定信号出力部。

Claims (4)

1. スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のデューティ比に応じて光源に対して電力を供給する電力供給回路と、
   調光コントローラと接続され、前記調光コントローラから受信した信号を調光信号として出力する調光インターフェース回路と、
   前記光源への電力供給量の設定値として予め定められた目標調光指令値を記憶した記憶部と、
   前記調光インターフェース回路から前記調光信号を受信し、前記調光信号及び前記電力供給回路から前記光源に供給される電力の電流又は電圧に基づいたフィードバック制御により、前記電力供給回路から前記光源に供給される電力が前記目標調光指令値に経時的に漸近して到達するように前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
   を備えた点灯装置であって、
   前記制御回路は、操作者が操作して前記電力供給回路が供給する電力の電流の入力値を設定するための設定部および前記電力供給回路から供給されている電力の電流値と前記設定部で設定された入力値の差分に基づいて調整信号として出力する設定信号出力部を有する制御ユニットが、前記調光インターフェース回路に接続されていると共に前記光源に代えて前記電力供給回路に接続されている調節モードの期間に、
   前記調光インターフェース回路を経由して受信した前記調整信号に基づいて前記スイッチング素子を制御すると共に前記記憶部に記憶された前記目標調光指令値を更新する
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記制御回路は、前記電力供給回路の前記光源に対する出力電圧値を制御することにより前記光源への電力供給量を制御し、
   前記制御回路は、前記光源への出力電圧値が、前記目標調光指令値に対応する電圧値に経時的に漸近して到達するように、前記光源への出力電圧値を制御することを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記調節モードの期間、前記制御回路は、前記制御ユニットから受信した前記調整信号に応じて、前記電力供給回路からの電力供給量を、複数の段階でステップ状に経時的に増加させ、更新された前記目標調光指令値に漸近して到達するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の点灯装置。
4. 前記制御回路が前記電力供給回路からの電力供給量を複数の段階でステップ状に経時的に増加させる際の増加幅は、前記制御ユニットから出力される前記調整信号に基づいて決定されることを特徴とする請求項３に記載の点灯装置。

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