JP6756804B2 - 光源駆動装置および照明システム - Google Patents

Description

本発明は、光源駆動装置および照明システムに関する。

照明システムにおける調光信号の方式の例として、デジタル・マルチプレクス（Digital Multiplex: DMX）と、デジタル・アドレッサブル・ライティング・インタフェース（Degital Addressable Lighting Interface : DALI）と、パルス幅変調（Pulse Width Modulation : PWM）との各方式が知られている（特許文献１参照）。

特許第６０５４９０１号公報

しかしながら、従来の光源駆動装置は、調光率の分解能を向上させることができない場合がある。特に、光源部を駆動する電流の電流値が小さい場合には、従来の光源駆動装置は、小さい電流値をノイズと区別できず、調光下限域での調光動作が不安定となったり、調光率の分解能を向上させることができない場合がある。

上記事情に鑑み、本発明は、調光率の分解能を向上させることが可能である光源駆動装置および照明システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、調光信号を用いて調光器から指示された調光率に基づいて、互いに異なるデューティ比を表す制御信号を生成する駆動制御部と、互いに異なるデューティ比の複数のパルス電流信号を前記制御信号に応じて生成し、前記複数のパルス電流信号を所定期間内に光源部に出力する駆動電流生成部とを備え、前記複数のパルス電流信号の電流値は、互いに異なり、前記調光率を時間に応じて連続的に変化させる場合に、前記電流値の最大値の制御結果と前記デューティ比の制御結果とが競合しないように調整される、光源駆動装置である。

本発明の一態様は、光源駆動装置と、光源部とを備える照明システムであって、前記光源駆動装置は、調光信号を用いて調光器から指示された調光率に基づいて、互いに異なるデューティ比を表す制御信号を生成する駆動制御部と、互いに異なるデューティ比の複数のパルス電流信号を前記制御信号に応じて生成し、前記複数のパルス電流信号を所定期間内に光源部に出力する駆動電流生成部とを有し、前記複数のパルス電流信号の電流値は、互いに異なり、前記調光率を時間に応じて連続的に変化させる場合に、前記電流値の最大値の制御結果と前記デューティ比の制御結果とが競合しないように調整され、前記光源部は、前記パルス電流信号を用いて前記調光率で発光する、照明システムである。

本発明により、調光率の分解能を向上させることが可能である。

第１実施形態における、照明システムの構成例を示す図である。 第１実施形態における、切替部および駆動制御部の構成例を示す図である。 第１実施形態における、調光信号値および調光率の関係例を示す図である。 第１実施形態における、調光信号値および最大電流値の関係例を示す図である。 第１実施形態における、パルス電流信号の第１例を示す図である。 第１実施形態における、パルス電流信号の第２例を示す図である。 第２実施形態における、照明システムの構成例を示す図である。 第２実施形態における、調光信号値および調光率の関係の第１例を示す図である。 第２実施形態における、調光信号値および調光率の関係の第２例を示す図である。 第２実施形態における、切替部および駆動制御部の構成例を示す図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、照明システム１の構成例を示す図である。照明システム１は、照明（光源部）を駆動するシステムである。照明システム１は、直流変換器２と、調光器３と、光源駆動装置４と、第１光源部５とを備える。

直流変換器２は、入力された交流電圧（AC Voltage）を直流電圧（DC Voltage）に変換する機器である。直流変換器２は、直流電圧を光源駆動装置４に出力する。

調光器３は、調光信号を生成する機器である。調光信号は、例えば、ＤＭＸの方式（例えば、ＤＭＸ−５１２Ａ）における指示信号、ＤＡＬＩの方式（例えば、ＩＥＣ６２３８６−１０２）における指示信号、または、ＰＷＭの方式における指示信号である。調光器３は、各方式のうちの少なくとも一つの方式に対応している。調光器３は、各方式のうちから予め選択された例えば１種類の方式の調光信号を、光源駆動装置４に出力する。

光源駆動装置４は、光源部を駆動する装置である。以下、パルス幅制御信号に応じたパルス幅の電流信号を「パルス電流信号」という。光源駆動装置４は、直流変換器２から入力された直流電圧と、調光器３から入力された調光信号とに基づいて、光源部を駆動するパルス電流信号を生成する。光源駆動装置４は、生成されたパルス電流信号を、第１光源部５に出力する。

第１光源部５は、発光するデバイスであり、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。第１光源部５は、光源駆動装置４から入力されたパルス電流信号に応じた調光率で発光する。第１光源部５の色は、単色であり、例えば昼光色である。

次に、照明システム１の各構成の詳細を説明する。
直流変換器２は、交流入力端子２０と、力率改善部２１と、定電圧制御部２２とを備える。交流入力端子２０には、交流電圧が入力される。交流の電圧は、例えば、１００Ｖまたは２００Ｖである。交流の周波数は、例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。力率改善部２１は、入力された交流電流の力率（power factor）を改善する。定電圧制御部２２は、スイッチング処理を実行することによって、交流電圧から一定の直流電圧を生成する。生成された直流電圧は、交流成分を含んでいてもよい。

光源駆動装置４は、切替部４０と、電源検出部４１と、駆動制御部４２と、駆動電流生成部４３と、直流入力端子１００と、グランド端子１０１と、シールド入力端子１０２と、信号入力端子１０３〜１０４と、信号出力端子１０５〜１０７と、アノード接続端子１０８と、カソード接続端子１０９とを備える。

駆動制御部４２は、第１インタフェース４２０と、第２インタフェース４２１と、第３インタフェース４２２と、決定部４２３と、信号生成部４２４と、点灯処理部４２５と、最大電流設定部４２６と、記憶部４２７とを備える。駆動制御部４２の各機能部の一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部４２７に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。駆動制御部４２の各機能部の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。

駆動電流生成部４３（調光ドライバ）は、発光部を駆動する電流を生成する機能部である。駆動電流生成部４３は、定電圧制御部４３０と、電流検出部４３１と、エラーアンプ４３２と、定電流制御部４３３と、パルス幅調光部４３４と備える。

直流入力端子１００には、定電圧と交流成分を含む直流電圧とのうちのいずれかが、直流変換器２から入力される。グランド端子１０１（ＧＮＤ）は、直流変換器２のグランド端子に接続される。シールド入力端子１０２と、信号入力端子１０３〜１０４とは、調光器３に接続される。シールド入力端子１０２には、ＤＭＸの調光信号を保護するシールド線（撚線）が接続される。信号入力端子１０３〜１０４には、ＤＭＸの信号線と、ＤＡＬＩの信号線と、ＰＷＭの信号線とのうちの１種類の方式の信号線が接続される。このように、信号入力端子１０３〜１０４は、異なる方式の調光信号に共用される入力端子である。

ＤＭＸ（第１方式）の調光信号（デジタル信号）を調光器３が光源駆動装置４に出力する場合、信号入力端子１０３には、ＤＭＸのプラス極性の調光信号を伝送する信号線が接続される。信号入力端子１０４には、ＤＭＸのマイナス極性の調光信号を伝送する信号線が接続される。

ＤＡＬＩ（第２方式）の調光信号（デジタル信号）を調光器３が光源駆動装置４に出力する場合、信号入力端子１０３には、ＤＡＬＩのプラス極性（ＤＡ＋）の調光信号を伝送する信号線が接続される。信号入力端子１０４には、ＤＡＬＩのマイナス極性（ＤＡ−）の調光信号を伝送する信号線が接続される。第２インタフェース４２１に極性自動反転回路が備えられている場合、信号入力端子１０３にＤＡＬＩのマイナス極性（ＤＡ−）の信号線が接続され、信号入力端子１０４にＤＡＬＩのプラス極性（ＤＡ＋）の信号線が接続されてもよい。

ＰＷＭ（第３方式）の調光信号を調光器３が光源駆動装置４に出力する場合、信号入力端子１０３には、ＰＷＭのプラス極性の調光信号を伝送する信号線が接続される。信号入力端子１０４には、ＰＷＭのマイナス極性の調光信号を伝送する信号線が接続される。第３インタフェース４２２に極性自動反転回路が備えられている場合、信号入力端子１０３にＰＷＭのマイナス極性の調光信号の信号線が接続され、信号入力端子１０４にＰＷＭのプラス極性の調光信号の信号線が接続されてもよい。

光源駆動装置４の内部において、信号出力端子１０５は、シールド入力端子１０２と接続される。信号出力端子１０６は、信号入力端子１０３と接続される。信号出力端子１０７は、信号入力端子１０４と接続される。

アノード接続端子１０８は、第１光源部５を駆動するパルス電流信号を、第１光源部５のアノード端子に出力する。カソード接続端子１０９は、第１光源部５を駆動するパルス電流信号を、第１光源部５のカソード端子に出力する。第１光源部５を駆動するパルス電流信号のデューティ比は、１００％でもよいし、１００％未満でもよいし、１００％および１００％未満が混在してもよい。

切替部４０は、例えば、スライドスイッチまたはトグルスイッチである。切替部４０の切替状態は、光源駆動装置４のユーザによって予め設定される。切替部４０は、信号入力端子１０３〜１０４から入力された調光信号を、切替状態の設定に応じて、第１インタフェース４２０と、第２インタフェース４２１と、第３インタフェース４２２とのうちのいずれかの出力先に出力する。

電源検出部４１は、直流入力端子１００の電圧に基づいて、直流変換器２の出力がオフであるか否か（電圧が０Ｖであるか否か）を判定する。電源検出部４１は、判定結果を駆動制御部４２に出力する。

第１インタフェース４２０は、ＤＭＸのインタフェースである。第１インタフェース４２０と切替部４０とが接続された場合、第１インタフェース４２０には、ＤＭＸの調光信号を保護するシールド線（撚線）が接続される。第１インタフェース４２０には、第１インタフェース４２０と切替部４０とが接続された場合、ＤＭＸの調光信号が切替部４０から入力される。

第２インタフェース４２１は、ＤＡＬＩのインタフェースである。第２インタフェース４２１と切替部４０とが接続された場合、第２インタフェース４２１には、ＤＡＬＩの調光信号が切替部４０から入力される。

第３インタフェース４２２は、ＰＷＭのインタフェースである。第３インタフェース４２２と切替部４０とが接続された場合、第３インタフェース４２２には、ＰＷＭの調光信号が切替部４０から入力される。

決定部４２３は、信号入力端子１０３〜１０４に調光器３から入力されている調光信号がＤＡＬＩとＤＭＸとＰＷＭとのうちのいずれの調光信号であるかを判定する。決定部４２３は、調光信号の方式の種類の判定結果に基づいて、調光信号が表す調光信号値を調光率に変換する。調光信号値とは、デジタル信号である調光信号が表す値に限られず、例えば、ＰＷＭの調光信号のデューティ比でもよい。決定部４２３は、例えば、調光信号の方式において定められた変換データテーブルに基づいて、調光信号値を調光率に変換する。

信号生成部４２４は、光源部を駆動する電流のパルス幅を制御する信号（以下「パルス幅制御信号」という。）を、決定部４２３から取得された調光率に基づいて、所定周期で生成する。信号生成部４２４は、パルス幅制御信号をパルス幅調光部４３４に出力する。

点灯処理部４２５は、定電流制御部４３３がパルス幅調光部４３４に出力する定電流の最大電流値を第１光源部５の定格電流仕様に基づいて決定する。第１光源部５を駆動する電流の電流値が大きいほど、第１光源部５の発光率は高くなる。点灯処理部４２５は、決定された最大電流値を示す信号（以下「最大電流値信号」という。）を、最大電流設定部４２６に出力する。最大電流設定部４２６は、信号生成部４２４によって決定された最大電流値を、定電流制御の基準値としてエラーアンプ４３２に設定する。

記憶部４２７は、例えば、プログラム、調光特性データ（調光カーブデータ）を記憶する。記憶部４２７は、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）が好ましい。記憶部４２７は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性の記録媒体を備えてもよい。

定電圧制御部４３０は、駆動制御部４２の電源（ＤＣ）端子と、グランド（ＧＮＤ）端子とに接続される。定電圧制御部４３０は、定電圧が直流入力端子１００に入力された場合、入力された定電圧を直流入力端子１００から取得する。定電圧制御部４３０は、交流成分を含む直流電圧が直流入力端子１００に入力された場合、入力された直流電圧を直流入力端子１００から取得する。定電圧制御部４３０は、直流入力端子１００における電圧から降圧された定電圧の直流電圧を、駆動制御部４２を駆動する電源として生成する。

電流検出部４３１は、定電流制御部４３３によって生成された定電流の電流値を検出する。エラーアンプ４３２は、最大電流設定部４２６によって設定された最大電流値と、定電流検出部４３１によって検出された定電流の電流値との差の増幅値を表す信号を、定電流制御部４３３に出力する。定電流制御部４３３は、直流入力端子１００に入力されている定電圧または直流電圧から、エラーアンプ４３２の出力（増幅値を表す信号）に基づいて設定された最大電流値となるように定電流を生成する。定電流制御部４３３は、設定された最大電流値の定電流を、パルス幅調光部４３４に出力する。

パルス幅調光部４３４は、パルス電流信号を、定電流制御部４３３によって生成された定電流から生成する。パルス幅調光部４３４は、光源部を駆動する電流として、パルス電流信号を生成する。パルス幅調光部４３４は、生成されたパルス電流信号を、第１光源部５に出力する。

次に、切替部４０および駆動制御部４２の詳細構成例を説明する。
図２は、切替部４０および駆動制御部４２の構成例を示す図である。切替部４０は、調光信号の方式ごとに、接点を備える。図２では、切替部４０は、接点４００−１〜４００−３と、接点４０１−１〜４０１−３と、接点４０２−１〜４０２−３とを備える。シールド入力端子１０２と信号入力端子１０３と信号入力端子１０４とは、接点４００〜４０２のうちのいずれか一つに、切替状態の設定に応じて予め接続される。図２では、切替状態の設定の一例として、シールド入力端子１０２は接点４００−１に接続され、信号入力端子１０３は接点４００−２に接続され、信号入力端子１０４は接点４００−３に接続されている。

信号入力端子の個数は、例えば、互いに異なる方式の調光信号の信号線の本数のうちで、最も多い本数に応じて定められる。例えば、ＤＭＸの調光信号の信号線の本数は３本（ＤＭＸシールド、ＤＭＸ＋、ＤＭＸ−）であり、ＤＡＬＩの調光信号の信号線の本数は２本（ＤＡ＋、ＤＡ−）であり、ＰＷＭの調光信号の信号線の本数は２本（ＰＷＭ＋、ＰＷＭ−）である。第１実施形態では、シールド入力端子１０２と信号入力端子１０３と信号入力端子１０４との端子数（＝３個）は、互いに異なる方式の調光信号の信号線の本数のうちで、最も多い信号線の本数（＝３本）に応じて定められる。

駆動制御部４２は、第１インタフェース４２０と、第２インタフェース４２１と、第３インタフェース４２２と、決定部４２３と、信号生成部４２４とを備える。第１インタフェース４２０と第２インタフェース４２１と第３インタフェース４２２とは、例えば、プロセッサの周辺回路（ペリフェラル回路）を用いて実現される。決定部４２３は、駆動制御部４２が対応する調光信号の方式の種類ごとに、判定部を備える。図２では、決定部４２３は、第１判定部５００と、第２判定部５０１と、第３判定部５０２とを備える。決定部４２３は、調光率変換部５０３を更に備える。第１判定部５００と第２判定部５０１と第３判定部５０２と調光率変換部５０３とは、決定部４２３におけるソフトウェア機能部として実現される。

第１インタフェース４２０は、ＤＭＸの調光信号を受信するインタフェースである。第１インタフェース４２０は、切替部４０から入力されたＤＭＸの調光信号を、第１判定部５００に出力する。第２インタフェース４２１は、ＤＡＬＩの調光信号を受信するインタフェースである。第２インタフェース４２１は、切替部４０から入力されたＤＡＬＩの調光信号を、第２判定部５０１に出力する。第３インタフェース４２２は、ＰＷＭの調光信号を受信するインタフェースである。第３インタフェース４２２は、切替部４０から入力されたＰＷＭの調光信号を、第３判定部５０２に出力する。

第１判定部５００は、予め定められたＤＭＸの方式に基づいて、第１判定部５００に入力された調光信号がＤＭＸの調光信号であるか否かを判定する。第１判定部５００は、第１判定部５００に入力された調光信号がＤＭＸの調光信号である場合、ＤＭＸの調光信号を調光率変換部５０３に出力する。

第２判定部５０１は、予め定められたＤＡＬＩの方式に基づいて、第２判定部５０１に入力された調光信号がＤＡＬＩの調光信号であるか否かを判定する。第２判定部５０１は、第２判定部５０１に入力された調光信号がＤＡＬＩの調光信号である場合、ＤＡＬＩの調光信号を調光率変換部５０３に出力する。

第３判定部５０２は、予め定められたＰＷＭの方式に基づいて、第３判定部５０２に入力された調光信号がＰＷＭの調光信号であるか否かを判定する。第３判定部５０２は、第３判定部５０２に入力された調光信号がＰＷＭの調光信号である場合、ＰＷＭの調光信号を調光率変換部５０３に出力する。なお、第１判定部５００と第２判定部５０１と第３判定部５０２とが調光信号の方式の種類を判定する順番は、予め定められてもよい。

調光器３から入力された調光信号の方式の種類と、切替部４０の切替状態との不一致により、第１判定部５００による判定結果と第２判定部５０１による判定結果と第３判定部５０２による判定結果とが全て否となる場合がある。この場合、決定部４２３は、例えば第１光源部５を一定周期で点滅させる等の予め定められた通知機能を実行することで、不一致であることをユーザに通知する。なお、このような通知機能の動作は、一例であり、特定の通知動作に限定されない。

これによって、光源駆動装置４は、光源駆動装置４に入力される調光信号の方式の種類に応じて調光信号の入力端子の個数が増加することを抑止することが可能である。また、光源駆動装置４は、調光信号の入力端子だけでなく、入力端子と同数の出力端子も備えてもよい。複数の光源駆動装置４が調光制御を同時に実行する場合がある。この場合、複数の光源駆動装置４は、各光源駆動装置４に備えられた入力端子および出力端子を介して、デイジーチェーン（数珠つなぎ）で互いに接続される。第１の光源駆動装置４に備えられた入力端子から入力された調光信号は、第１の光源駆動装置４に備えられた出力端子を介して、第１の光源駆動装置４に接続された第２の光源駆動装置に入力される。これによって、光源駆動装置４は、光源駆動装置４に入力される調光信号の方式の種類に応じて調光信号の出力端子の個数が増加することも抑止することが可能である。

調光率変換部５０３は、第１判定部５００に入力された調光信号がＤＭＸの調光信号である場合、ＤＭＸの調光信号を第１判定部５００から取得する。調光率変換部５０３は、第２判定部５０１に入力された調光信号がＤＡＬＩの調光信号である場合、ＤＡＬＩの調光信号を第２判定部５０１から取得する。調光率変換部５０３は、第３判定部５０２に入力された調光信号がＰＷＭの調光信号である場合、ＰＷＭの調光信号を第３判定部５０２から取得する。調光率変換部５０３は、取得された調光信号における調光信号値を、調光率に変換する。調光率変換部５０３は、変換結果である調光率を、信号生成部４２４に出力する。

図３は、調光信号値および調光率の関係例（調光特性）を示す図である。図３における上段は、ＤＭＸまたはＤＡＬＩにおける、調光信号値および調光率の関係例を示す。ＤＭＸまたはＤＡＬＩの調光信号値の変化に応じて、調光率は線形に変化してもよいし非線形（例えば対数の形）に変化してもよい。ＤＭＸまたはＤＡＬＩの調光信号値の変化に応じて調光率が非線形に変化する場合、調光信号値の値が小さいほど、調光率の分解能が高くなってもよい。

ＤＭＸまたはＤＡＬＩにおいて、線形変化する調光信号値の範囲は、ＤＭＸは１〜２５５、ＤＡＬＩは１〜２５４である。調光信号値「１」は、調光率「約０．４％」を表す。ＤＭＸの調光信号値「２５５」およびＤＡＬＩの調光信号値「２５４」は、調光率「１００％」を表す。ＤＭＸまたはＤＡＬＩにおいて、非線形変化する調光信号値の範囲は、ＤＭＸは１〜２５５、ＤＡＬＩは１〜２５４である。調光信号値「１」は、調光率「０．１％」を表す。ＤＭＸの調光信号値「２５５」およびＤＡＬＩの調光信号値「２５４」は、調光率「１００％」を表す。

図３における下段は、ＰＷＭの調光信号値および調光率の関係例を示す。ＰＷＭの調光信号値の変化に応じて、調光率は線形に変化してもよいし非線形に変化してもよい。ＰＷＭの調光信号値の変化に応じてＰＷＭの調光率が非線形に変化する場合、調光信号値の値が大きいほど、調光率の分解能が高くなってもよい。ＰＷＭにおいて、調光信号値（調光信号のデューティ比）の範囲は、０〜１００％である。ＰＷＭの調光信号値が大きいほど、調光器３の調光信号値の仕様に基づいて調光率は低くなる。調光器３の調光信号値の仕様において調光信号値（デューティ比）と調光率との対応順が逆である場合、調光信号値が大きいほど、調光器３の調光信号値の仕様に基づいて調光率は高くなる。

図４は、調光信号値および最大電流値の関係例を示す図である。図４の上段の縦軸は、調光器３から光源駆動装置４に出力された調光信号値に応じた調光率を示す。図４の下段の縦軸は、エラーアンプ４３２に設定された最大電流値に対する調光率を示す。図４の各横軸は、時間を示す。

点灯処理部４２５は、調光信号値が変化しているか否かを判定する。例えば、点灯処理部４２５は、点灯開始時刻ｔ１における調光信号値と時刻ｔ２における調光信号値とが同じであるか否かを判定する。時刻ｔ１における調光信号値と時刻ｔ２における調光信号値とが異なる場合、点灯処理部４２５は、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していると判定する。また、時刻ｔ１における調光信号値と時刻ｔ２における調光信号値とが等しい場合、点灯処理部４２５は、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していないと判定する。なお、点灯処理部４２５は、時刻ｔ１からｔ２の間に複数回の調光信号値の比較を行い、この比較結果に基づいて調光信号値が変化しているか否かを判定しても良い。

調光器３が調光信号値のフェード機能に対応している場合について説明する。調光信号値線６００は、調光信号値のフェード機能に対応している調光器３から出力された調光信号値の時間変化を表す線の例である。フェード機能に対応している調光器３は、初期の調光率から目標の調光率まで時間に応じて変化する調光信号値を示す調光信号を、第１光源部５の点灯開始時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間、光源駆動装置４に出力する。図４では、調光信号値線６００は、調光率「０％」の調光信号値を、点灯開始時刻ｔ１において示す。調光信号値線６００は、目標とする例えば調光率「９０％」の調光信号値を、点灯開始時刻ｔ１以降の時刻ｔ３において示す。点灯処理部４２５は、点灯開始時刻ｔ１の調光信号値と時刻ｔ２の調光信号値とが異なることから、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していると判定し、調光信号値に応じて変化する最大電流値を表す最大電流値信号を生成する。調光率線７００は、調光信号値に応じて変化する最大電流値の時間変化を表す線の例である。調光器３が調光信号値のフェード機能に対応している場合、調光率線７００の曲線（カーブ）は、調光信号値線６００の曲線に応じて定まる。

調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していない場合について説明する。調光信号値線６０１は、調光信号値のフェード機能に対応していない調光器３から出力された調光信号値の時間変化を表す線の例である。調光信号値のフェード機能に対応していない調光器３は、目標とする調光率の調光信号値を示す調光信号を、第１光源部５の点灯開示時刻ｔ１から時刻ｔ３まで、光源駆動装置４に出力する。図４では、調光信号値線６０１は、目標とする例えば調光率「９０％」の調光信号値を、点灯開始時刻ｔ１と時刻ｔ２と時刻ｔ３とにおいて示す。点灯処理部４２５は、点灯開始時刻ｔ１の調光信号値と時刻ｔ２の調光信号値とが等しいことから、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していないと判定し、予め定められた変化率で変化する最大電流値を表す最大電流値信号を生成する。調光率線７０１は、その予め定められた変化率で変化する最大電流値の時間変化を表す線の例である。すなわち、調光率線７０１の曲線形状は、その予め定められた変化率に応じて定まる。変化率データは、例えば、記憶部４２７に予め記憶されている。

光源駆動装置４は、調光率を時間に応じて連続的に変化させる場合、最大電流値を制御する信号である最大電流値信号を用いて最大電流値を変更する代わりに、パルス幅制御信号を用いてパルス電流信号のデューティ比（パルス幅）を変更してもよい。

調光器３が調光信号値のフェード機能に対応している場合について説明する。信号生成部４２４は、調光信号値に応じて変化するデューティ比（パルス幅）を表すパルス制御信号を生成する。調光率線７００は、調光信号値に応じて変化するデューティ比の時間変化を表す線の例である。調光器３が調光信号値のフェード機能に対応している場合、調光率線７００の曲線（点灯カーブ）は、調光信号値線６００の曲線に応じて定まる。

調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していない場合について説明する。信号生成部４２４は、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していない場合、予め定められた変化率で変化するデューティ比（パルス幅）を表すパルス制御信号を生成する。調光率線７０１は、その予め定められた変化率で変化する最大電流値の時間変化を表す線の例である。すなわち、調光率線７０１の曲線（点灯カーブ）の形状は、その予め定められた変化率に応じて定まる。

なお、調光率を時間に応じて連続的に変化させる場合、デューティ比（パルス幅）の制御結果と最大電流値の制御結果とが競合しないように、すなわち、デューティ比の制御と最大電流値の制御との両方が実行されないように、決定部４２３は、信号生成部４２４に出力される調整率と、点灯処理部４２５に出力される調整率とを異ならせてもよい。決定部４２３は、調光率を時間に応じて連続的に変化させる場合、デューティ比の制御結果と最大電流値の制御結果とが競合しないように調整しながら、デューティ比の制御と最大電流値の制御との両方を実行（複合実行）してもよい。

これによって、光源駆動装置４は、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していない場合でも、第１光源部５の点灯時の調光率を時間に応じて連続的に変化させることが可能である。したがって、光源駆動装置４は、第１光源部５の点灯の品位を向上させることが可能である。

決定部４２３および点灯処理部４２５は、直流変換器２の出力がオフであるか否かの判定結果に基づいて、第１光源部５の消灯の品位を向上させてもよい。すなわち、点灯処理部４２５は、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していない場合でも、第１光源部５の消灯の際に、予め定められた変化率で最大電流値を減少させてもよい。同様に、決定部４２３は、調光器３が調光信号値のフェード機能に対応していない場合でも、予め定められた変化率でパルス電流信号のパルス幅を減少させてもよい。なお、直流変換器２の出力がオフとなった時刻ｔ１から時刻ｔ３まで第１光源部５の消灯の調光率を制御できるように、光源駆動装置４は、第１光源部５および駆動制御部４２を駆動するためのバッテリを備えてもよい。

次に、駆動電流生成部４３の動作例を説明する。
図５は、パルス電流信号の第１例を示す図である。図５における左側は、定電流制御部４３３からパルス幅調光部４３４に出力される定電流の例を表す。図５における右側は、パルス幅調光部４３４から第１光源部５に出力されるパルス電流信号の例を表す。パルス電流信号のデューティ比（パルス電流信号のパルス幅）は、１００％でなくてもよい。パルス電流信号では、パルス電流信号の電流値が０Ａ（パルス電流信号のオフ）となる期間が存在する分だけ、定電流制御部４３３から出力された定電流の電流値よりもパルス電流信号の電流値が一時的に高くなる期間が存在する。決定部４２３は、定電流制御部４３３から出力された定電流の実効値と、パルス電流信号の電流の実効値とが同じとなるように、パルス電流信号のデューティ比および電流値を決定する。

決定部４２３は、定電流制御部４３３から出力される定電流値、パルス電流信号の電流値およびデューティ比のいずれかを固定、あるいは各々を変化させ、組合せることで定電流制御部４３３から出力された定電流を変化させた場合の実効値とパルス電流信号の電流の実効値とが同じとなるようにパルス電流信号のデューティ比および電流値を決定してもよい。例えば、決定部４２３は、定電流制御部４３３から出力される定電流およびパルス電流信号の電流値を最大電流値に固定し、定電流制御部４３３から出力された定電流を変化させた場合の実効値とパルス電流信号の電流の実効値とが同じとなるようにパルス電流信号のデューティ比のみを決定してもよい。

図６は、パルス電流信号の第２例を示す図である。縦軸は電流値を示す。横軸は時間を示す。予め定められた期間に出力される複数のパルス電流信号は、調光率の規格として要求される分解能（要求分解能）に応じて組み合わされてもよい。図６では、一例として時刻ｔ４から時刻ｔ７までの４個のパルス電流信号が組み合わされている。

組み合わされた複数のパルス電流信号のデューティ比は、互い異なってもよい。図６では、パルス電流信号２００のデューティ比は、一例として０．０１％である。パルス電流信号２０１のデューティ比は、一例として０．０２％である。パルス電流信号２０２のデューティ比は、一例として０．０３％である。

仮にパルス電流信号のデューティ比の分解能が０．０１％刻みであり、複数のパルス電流信号のデューティ比が０．０１％のみである場合、調光率の分解能は、１００００（＝１／０．０００１）階調である。これに対して、４個のパルス電流信号が組み合わされている場合、調光率（０〜１００％）の分解能は、４個のパルス電流信号のデューティ比の平均を用いて、４００００（＝４／０．０００１）階調となる。例えば、図６の下から２番目の段では、光源駆動装置４は、パルス電流信号２０１−１のデューティ比「０．０２％」と、パルス電流信号２００−２のデューティ比「０．０１％」と、パルス電流信号２００−３のデューティ比「０．０１％」と、パルス電流信号２００−４のデューティ比「０．０１％」とを用いて、これらの平均のデューティ比「０．０１２５％（＝（０．０２＋３×０．０１）／４）」を表現する。このように、光源駆動装置４は、パルス電流信号２００のデューティ比「０．０１％」よりも小さいデューティ比「０．００２５％」を表現することが可能である。

これによって、光源駆動装置４は、調光率の分解能を向上させることが可能である。したがって、光源駆動装置４は、時間に応じてきめ細かい滑らかな調光を実現することが可能である。光源駆動装置４は、特にパルス電流信号のパルス幅が狭くなる調光率の下限域における調光率の分解能を向上させることが可能である。

なお、組み合わされた各パルス電流信号の電流値は、互いに異なっていてもよい。これによって、光源駆動装置４は、組み合わされた各パルス電流信号のパルス幅のみを制御する場合と比較して、調光率の分解能をさらに向上させることが可能である。

以上のように、第１実施形態の光源駆動装置４は、駆動制御部４２と、駆動電流生成部４３とを備える。駆動制御部４２は、調光信号を用いて調光器から指示された調光率に基づいて、互いに異なるデューティ比を表すパルス幅制御信号を生成する。駆動電流生成部４３は、互いに異なるデューティ比の複数のパルス電流信号を、パルス幅制御信号に応じて生成する。駆動電流生成部４３は、複数のパルス電流信号を、所定期間内に第１光源部５に出力する。駆動制御部４２は、その所定期間内における複数のデューティ比の平均が調光率に応じた比となるように、パルス幅制御信号を生成する、例えば、図６の下から２番目の段では、時刻ｔ４〜時刻ｔ８の期間における４個のパルス電流信号の各デューティ比の平均（＝（０．０２＋３×０．０１）／４）が、指示された調光率に応じた比（０．０１２５％）となるように、駆動制御部４２はパルス幅制御信号を生成する。

これによって、第１実施形態の光源駆動装置４は、調光率の分解能を向上させることが可能である。第１実施形態の光源駆動装置４は、特に調光率の下限域において、調光制御の動作を安定させることが可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１光源部と第２光源部とを照明システムが備える点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を説明する。

図７は、照明システム１ａの構成例を示す図である。照明システム１ａは、照明（光源部）を駆動するシステムである。照明システム１ａは、直流変換器２と、調光器３と、光源駆動装置４ａと、第１光源部５と、第２光源部６とを備える。

光源駆動装置４ａは、光源部を駆動する装置である。光源駆動装置４ａは、直流変換器２から入力された直流電圧と、調光器３から入力された調光信号とに基づいて、光源部を駆動するパルス電流信号を生成する。光源駆動装置４ａは、パルス電流信号を第１光源部５および第２光源部６に出力する。

光源駆動装置４ａは、切替部４０と、電源検出部４１と、駆動制御部４２aと、駆動電流生成部４３ａと、直流入力端子１００と、グランド端子１０１と、シールド入力端子１０２と、信号入力端子１０３〜１０４と、信号出力端子１０５〜１０７と、アノード接続端子１０８と、カソード接続端子１０９と、信号入力端子１１０〜１１１と、信号出力端子１１２〜１１３と、アノード接続端子１１４と、カソード接続端子１１５とを備える。シールド入力端子１０２と、信号入力端子１０３〜１０４と、信号入力端子１１０〜１１１とは、調光器３に接続される。

ＰＷＭの調光信号を調光器３が光源駆動装置４に出力する場合、信号入力端子１０３には、調光用のＰＷＭのプラス極性の調光信号を伝送する信号線が接続される。信号入力端子１０４には、調光用のＰＷＭのマイナス極性の調光信号を伝送する信号線（第１チャンネル、第２チャンネル用）が接続される。信号入力端子１１０には、調色用のＰＷＭのプラス極性の調光信号（調色信号）を伝送する信号線が接続され、信号入力端子１１１には、調色用のＰＷＭのマイナス極性の調光信号（調色信号）を伝送する信号線（第１チャンネル、第２チャンネル用）が接続される。第４インタフェース４２８に極性自動反転回路が備えられている場合、信号入力端子１１０にＰＷＭのマイナス極性の調光信号（調色信号）を、信号入力端子１１１にＰＷＭのプラス極性の調光信号（調色信号）が接続されてもよい。

信号出力端子１１２は、信号入力端子１１０と接続される。信号出力端子１１３は、信号入力端子１１１と接続される。アノード接続端子１１４は、第２光源部６を駆動するパルス電流信号を、第２光源部６のアノード端子に出力する。カソード接続端子１１５は、第２光源部６を駆動するパルス電流信号を、第２光源部６のカソード端子に出力する。第２光源部６を駆動するパルス電流信号のデューティ比は、１００％でもよいし、１００％未満でもよいし、１００％および１００％未満が混在してもよい。

第１光源部５は、発光するデバイスであり、例えば、ＬＥＤである。第１光源部５は、光源駆動装置４から入力されたパルス電流信号に応じた調光率で発光する。第１光源部５の色は、単色であり、例えば昼光色である。第１光源部５を駆動するパルス電流信号のチャンネルは、第１チャンネルである。

第２光源部６は、発光するデバイスであり、例えば、ＬＥＤである。第２光源部６は、光源駆動装置４から入力されたパルス電流信号に応じた調光率で発光する。第２光源部６の色は、例えば電球色である。第２光源部６を駆動するパルス電流信号のチャンネルは、第２チャンネルである。

調光信号は、例えば、ＤＭＸの方式（例えば、ＤＭＸ−ＲＤＭ）の指示信号、ＤＡＬＩの方式（例えば、ＩＥＣ６２３８６−２０９）の指示信号、または、ＰＷＭの指示信号である。調光器３は、各方式のうちの少なくとも一つの方式に対応している。調光器３は、各方式のうちから予め選択された一つの方式がＤＭＸの方式である場合、第１チャンネルの調光信号と第２チャンネルの調光信号とを、光源駆動装置４の信号入力端子１０３および１０４に出力する。調光器３は、各方式のうちから予め選択された一つの方式がＤＡＬＩ方式の場合、調光および調色信号を、光源駆動装置４の信号入力端子１０３および１０４に出力する。調光器３は、各方式のうちから予め選択された一つの方式がＰＷＭの方式である場合、調光信号を光源駆動装置４の信号入力端子１０３および１０４に出力する。調光器３は、各方式のうちから予め選択された一つの方式がＰＷＭの方式である場合、調色用の調光信号を光源駆動装置４の信号入力端子１１０および１１１に出力する。

図８は、調光信号値および調光率の関係の第１例を示す図である。調光率線８００は、第１チャンネルおよび第２チャンネルに共通する調光率の曲線である。調光器３の調光信号値の仕様に基づいて、信号入力端子１０３および１０４に入力されているＰＷＭの調光信号の調光信号値（デューティ比）が大きいほど、第１光源部５および第２光源部６の調光率は低くなる。調光器３の調光信号値仕様が逆の場合は、調光信号値が大きいほど第１光源部５および第２光源部６の調光率は高くなる。調光率線８００は、線形に限定されず、非線形であってもよい。

図９は、調色信号値および調光率の関係の第２例を示す図である。調光率線８０１は、第１チャンネルの調光率の曲線である。信号入力端子１１０および１１１に入力されているＰＷＭの調色用調光信号の調光信号値（デューティ比）が大きいほど、第１チャンネルに対応する第１光源部５の調光率は低い。調光率線８０２は、第２チャンネルの調光率の曲線である。信号入力端子１１０および１１１に入力されているＰＷＭの調色用調光信号の調光信号値（デューティ比）が大きいほど、第２チャンネルに対応する第２光源部６の調光率は高い。調光率線８０１および調光率線８０２は、線形に限定されず、非線形であってもよい。

図９では、第１チャンネルのＰＷＭの調光信号が表す調光率と、第２チャンネルのＰＷＭの調光信号が表す調光率との合計は一定である。このため、第１光源部５および第２光源部６による合計発光量は一定で、第１光源部５および第２光源部６の合成による発光色が変化する。

駆動制御部４２ａは、第１インタフェース４２０と、第２インタフェース４２１と、第３インタフェース４２２と、決定部４２３ａと、信号生成部４２４aと、点灯処理部４２５と、最大電流設定部４２６aと、記憶部４２７と、第４インタフェース４２８とを備える。駆動制御部４２ａの各機能部の一部又は全部は、ＣＰＵ等のプロセッサが、記憶部４２７に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。駆動制御部４２ａの各機能部の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。

図１０は、切替部４０および駆動制御部４２ａの構成例を示す図である。第３インタフェース４２２は、調光用のＰＷＭのインタフェースである。第３インタフェース４２２には、ＰＷＭの調光信号が切替部４０から入力される。第４インタフェース４２８は、調色用のＰＷＭのインタフェースである。第４インタフェース４２８には、ＰＷＭの調色用調光信号が、信号入力端子１１０および１１１から入力される。

決定部４２３ａは、信号入力端子１０３〜１０４に調光器３から入力されている調光信号がＤＡＬＩとＤＭＸとＰＷＭとのうちのいずれの調光信号であるかを判定する。決定部４２３ａは、信号入力端子１１０〜１１１に調光器３から入力されている調光信号がＰＷＭの調光信号であるか否かを判定してもよい。決定部４２３ａは、駆動制御部４２ａが対応する調光信号の方式（種類）ごとに、判定部を備える。図１０では、第１判定部５００と、第２判定部５０１と、第３判定部５０２と、第４判定部５０４とを備える。

第４判定部５０４は、信号入力端子１１０〜１１１に調光器３から入力されている調光信号がＰＷＭの調光信号であるか否かを判定する。第４判定部５０４は、信号入力端子１１０〜１１１に調光器３から入力されている調光信号がＰＷＭの調光信号である場合、調色用のＰＷＭの調光信号を、調光率変換部５０３に出力する。

以上のように、第２実施形態の光源駆動装置４ａは、駆動制御部４２ａと、駆動電流生成部４３ａとを備える。駆動制御部４２ａは、調光信号を用いて調光器から指示された調光率に基づいて、互いに異なるデューティ比を表すパルス幅制御信号を生成する。駆動電流生成部４３ａは、互いに異なるデューティ比の複数のパルス電流信号を、パルス幅制御信号に応じて生成する。駆動電流生成部４３ａは、複数のパルス電流信号を、所定期間内に第１光源部５および第２光源部６に出力する。

これによって、第２実施形態の光源駆動装置４ａは、複数の光源部について、調光率および調色率の分解能を向上させることが可能である。第２実施形態の光源駆動装置４は、特に調光率の下限域において、複数の光源部に対する調光制御の動作を安定させることが可能である。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…照明システム、１ａ…照明システム、２…直流変換器、３…調光器、４…光源駆動装置、５…第１光源部、６…第２光源部、２０…交流入力端子、２１…力率改善部、２２…定電圧制御部、４０…切替部、４１…電源検出部、４２…駆動制御部、４２ａ…駆動制御部、４３…駆動電流生成部、４３ａ…駆動電流生成部、１００…直流入力端子、１０１…グランド端子、１０２…シールド入力端子、１０３〜１０４…信号入力端子、１０５〜１０７…信号出力端子、１０８…アノード接続端子、１０９…カソード接続端子、１１０〜１１１…信号入力端子、１１２〜１１３…信号出力端子、１１４…アノード接続端子、１１５…カソード接続端子、２００〜２０２…パルス電流信号、４００〜４０２…接点、４２０…第１インタフェース、４２１…第２インタフェース、４２２…第３インタフェース、４２３…決定部、４２３ａ…決定部、４２４…信号生成部、４２４a…信号生成部、４２５…点灯処理部、４２６…最大電流設定部、４２６a…最大電流設定部、４２７…記憶部、４２８…第４インタフェース、４３０…定電圧制御部、４３１…電流検出部、４３２…エラーアンプ、４３３…定電流制御部、４３４…パルス幅調光部、４３５…電流検出部、４３６…エラーアンプ、４３７…定電流制御部、４３８…パルス幅調光部、５００…第１判定部、５０１…第２判定部、５０２…第３判定部、５０３…調光率変換部、５０４…第４判定部、６００…調光信号値線、６０１…調光信号値線、７００〜７０１…調光率線、８００〜８０２…調光率線

Claims (4)

1. 調光信号を用いて調光器から指示された調光率に基づいて、互いに異なるデューティ比を表す制御信号を生成する駆動制御部と、
   互いに異なるデューティ比の複数のパルス電流信号を前記制御信号に応じて生成し、前記複数のパルス電流信号を所定期間内に光源部に出力する駆動電流生成部と
   を備え、
   前記複数のパルス電流信号の電流値は、互いに異なり、
   前記調光率を時間に応じて連続的に変化させる場合に、前記電流値の最大値の制御結果と前記デューティ比の制御結果とが競合しないように調整される、
   光源駆動装置。
2. 前記駆動制御部は、前記所定期間内における複数の前記デューティ比の平均が前記調光率に応じた比となるように、前記制御信号を生成する、
   請求項１に記載の光源駆動装置。
3. 前記調光信号の方式は、デジタル・マルチプレクスと、デジタル・アドレッサブル・ライティング・インタフェースと、パルス幅変調とのうちのいずれかの方式である、
   請求項１又は請求項２に記載の光源駆動装置。
4. 光源駆動装置と、光源部とを備える照明システムであって、
   前記光源駆動装置は、
   調光信号を用いて調光器から指示された調光率に基づいて、互いに異なるデューティ比を表す制御信号を生成する駆動制御部と、
   互いに異なるデューティ比の複数のパルス電流信号を前記制御信号に応じて生成し、前記複数のパルス電流信号を所定期間内に光源部に出力する駆動電流生成部とを有し、
   前記複数のパルス電流信号の電流値は、互いに異なり、
   前記調光率を時間に応じて連続的に変化させる場合に、前記電流値の最大値の制御結果と前記デューティ比の制御結果とが競合しないように調整され、
   前記光源部は、前記パルス電流信号を用いて前記調光率で発光する、
   照明システム。

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