JP7012267B2 - 点灯装置及び照明システム - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置、及び、当該点灯装置を備える照明システムに関する。

従来、壁スイッチによって点灯及び消灯を行うことができる照明器具において、壁スイッチに対する所定の操作によって、照明器具の点灯状態を変化させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と黄色ＬＥＤとを備える照明器具において、壁スイッチをオン状態（つまり、導通状態）からオフ状態（つまり、遮断状態）に切り替えた後、所定時間内に再度オン状態に切り替えることによって、点灯させるＬＥＤを切り替える技術が開示されている。これにより、特許文献１に開示された照明器具では、白色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤのうち一方を選択的に点灯させることができる。言い換えると、特許文献１に開示された照明器具においては、壁スイッチに対する操作によって、照明器具の発光色の切り替え、つまり、調色を行うことができる。

特開２０１６－１８９３４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の照明器具では、瞬時停電などに起因して照明器具に供給される電圧が変動した場合に、上述した壁スイッチに対する操作が行われた場合と同様に、発光色が切り替わるという誤動作が発生する問題がある。

そこで、本発明は、壁スイッチに対する操作によって点灯状態を切り替えられ、かつ、誤動作の発生を抑制できる点灯装置、及び、当該点灯装置を備える照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る点灯装置は、入力電力が供給され、第一光源及び第二光源に出力電力を供給する点灯装置であって、前記第一光源及び前記第二光源の各々に供給する前記出力電力の比を切り替えるスイッチ回路と、前記入力電力に対応する入力電圧が入力され、前記入力電圧に対応する制御電圧を、前記入力電圧に対して遅延させて出力する第一回路と、前記制御電圧が入力され、前記入力電力が低下した場合における前記制御電圧の値に基づいて、前記スイッチ回路を制御する制御回路と、を備え、前記第一回路の時定数は、前記入力電圧が上昇する場合より、前記入力電圧が低下する場合の方が大きい。

また、上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る照明システムは、上記点灯装置と、上記第一光源及び上記第二光源と、を備える。

本発明によれば、壁スイッチに対する操作によって点灯状態を切り替えられ、かつ、誤動作の発生を抑制できる点灯装置、及び、当該点灯装置を備える照明システムを提供できる。

図１は、実施の形態に係る点灯装置及び照明システムの回路構成の一例を示す回路図である。 図２は、比較例の点灯装置及び照明システムの回路構成を示す回路図である。 図３は、実施の形態に係る点灯装置の制御回路におけるＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧の時間波形例を模式的に示すグラフである。 図４は、実施の形態に係る点灯装置及び照明システムの回路構成の一例を示す回路図である。 図５Ａは、実施の形態に係る点灯装置の入力電圧が上昇する場合における第一回路の等価回路を示す回路図である。 図５Ｂは、実施の形態に係る点灯装置の入力電圧が低下する場合における第一回路の等価回路を示す回路図である。 図６は、実施の形態に係る点灯装置及び照明システムの回路構成の一例を示す回路図である。

以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の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。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る点灯装置及び照明システムについて説明する。

［１－１．点灯装置及び照明システムの構成］
本実施の形態に係る点灯装置及び照明システムの構成について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係る点灯装置２０及び照明システム１０の回路構成の一例を示す回路図である。なお、図１には、照明システム１０に電力を供給する電源１４と、照明システム１０の点灯又は消灯するための電源スイッチ１５とが併せて示されている。

電源１４は、例えば、電圧が１００Ｖの交流電力を出力する商用電源などの系統電源である。

電源スイッチ１５は、電源１４から照明システム１０へ電力を供給する電線に設けられたスイッチである。電源スイッチ１５がオン状態である場合に、電源１４から照明システム１０へ電力が供給され、電源スイッチ１５がオフ状態である場合に、電源１４から照明システム１０への電力供給が遮断される。電源スイッチ１５として、例えば、家屋などの建築物の壁面に設けられたいわゆる壁スイッチなどを用いることができる。

照明システム１０は、電源スイッチ１５によって、点灯状態又は消灯状態に切り替えられるシステムである。照明システム１０は、点灯装置２０と、第一光源１１及び第二光源１２と、を備える。

第一光源１１及び第二光源１２は、それぞれ照明システム１０の出射光を生成する光源である。第一光源１１及び第二光源１２は、例えば、直列接続された複数のＬＥＤを備え、コンバータ回路４０から供給される直流電力によって発光する。本実施の形態では、第二光源１２は、第一光源１１と発光色が異なる。例えば、第一光源１１は、色温度５０００Ｋ程度の寒色（昼白色）の光を出射し、第二光源１２は、色温度２７００Ｋ程度の暖色（電球色）の光を出射する。

点灯装置２０は、入力電力が供給され、第一光源１１及び第二光源１２に出力電力を供給する装置である。図１に示されるように、点灯装置２０は、スイッチ回路７０と、第一回路５０と、制御回路８０とを備える。本実施の形態では、点灯装置２０は、さらに、整流回路２１と、平滑コンデンサ２２と、抵抗要素２３、２４、２５及び２６と、コンバータ回路４０と、を備える。

スイッチ回路７０は、第一光源１１及び第二光源１２の各々に供給する出力電力の比を切り替える回路である。本実施の形態では、スイッチ回路７０は、第一スイッチ７１と、第二スイッチ７２とを有する。第一スイッチ７１は、第一光源１１に直列接続され、制御回路８０からの第一切替信号に基づいて、オン状態又はオフ状態に切り替えられるスイッチである。第二スイッチ７２は、第二光源１２に直列接続され、制御回路８０からの第二切替信号に基づいて、オン状態又はオフ状態に切り替えられるスイッチである。第一スイッチ７１及び第二スイッチ７２としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができる。この場合、第一スイッチ７１及び第二スイッチ７２のゲート端子に、それぞれ第一切替信号及び第二切替信号が入力される。このようなスイッチ回路７０を用いることにより、第一光源１１及び第二光源１２の各々の点灯又は消灯を切り替えることができる。したがって、照明システム１０の点灯状態を、第一光源１１だけを点灯させる第一点灯状態、第一光源１１及び第二光源１２の両方を点灯させる第二点灯状態、並びに、第二光源１２だけを点灯させる第三点灯状態の三つの点灯状態のいずれかに切り替えることができる。照明システム１０からは、第一点灯状態では暖色（色温度約２７００Ｋ）の光が、第二点灯状態では中間色（色温度約３５００Ｋ）の光が、第三点灯状態では寒色（色温度約５０００Ｋ）の光が、それぞれ出射される。

このように、本実施の形態に係るスイッチ回路７０によれば、簡素化された構成で、第一光源１１及び第二光源１２に供給される出力電力の比を切り替えることができる。また、本実施の形態に係る照明システム１０においては、点灯状態を切り替えることによって照明システム１０の発光色を切り替えることができる。つまり、照明システム１０においては、電源スイッチ１５を操作することによって調色を行うことができる。

第一回路５０は、入力電力に対応する入力電圧が入力され、入力電圧に対応する制御電圧を、入力電圧に対して遅延させて出力する回路である。第一回路５０には、整流回路２１の高電位側の出力端子であるノードＮ１から入力電圧が入力され、コンバータ回路４０から入力電圧から生成される電圧が入力される。また第一回路５０は、制御回路８０の電源端子ＶＣＣに制御電圧を出力する。第一回路５０の動作の詳細については後述する。第一回路５０は、制御電源回路５１０と、遅延回路５２０と、第二整流素子５４と、を備える。制御電源回路５１０は、第一容量要素５１を有する。遅延回路５２０は、第二容量要素５２と、第一整流素子５３とを有する。

第一容量要素５１は、入力電圧に対応する電圧が印加される容量要素である。第二容量要素５２は、入力電圧から生成される電圧が印加される容量要素である。なお、ここで、入力電圧から生成される電圧は、入力電圧に対応する電圧であってもよい。第一容量要素５１及び第二容量要素５２として、例えば、電解コンデンサを用いることができる。本実施の形態では、第二容量要素５２は、第一容量要素５１より容量が大きい。例えば、第一容量要素５１及び第二容量要素５２の容量は、それぞれ、１０μＦ程度、及び、３０μＦ程度であればよい。

第一容量要素５１の高電位側の端子は、ノードＮ３において抵抗要素２５の一方の端子と接続され、かつ、制御回路８０の電源端子ＶＣＣにも接続される。第二容量要素５２の高電位側の端子は、第一整流素子５３と第二整流素子５４との接続点であるノードＮ４に接続される。第一容量要素５１及び第二容量要素５２の低電位側の端子は接地される。

第一整流素子５３は、一端及び他端がそれぞれ第一容量要素５１及び第二容量要素５２に接続され、第二容量要素５２から第一容量要素５１への電流を通過させ、第一容量要素５１から第二容量要素５２への電流を通過させない整流素子である。第一整流素子５３として、例えば、ダイオードを用いることができる。第一整流素子５３のカソード端子及びアノード端子が、それぞれ、ノードＮ３及びノードＮ４に接続される。

第二整流素子５４は、第二容量要素５２に直列接続される整流素子である。第二整流素子５４は、コンバータ回路４０から第二容量要素５２への電流を通過させ、第二容量要素５２からコンバータ回路４０への電流を通過させない。これにより、第二容量要素５２に蓄積された電荷がコンバータ回路４０へ流出することを抑制できる。第二整流素子５４として、例えば、ダイオードを用いることができる。第二整流素子５４のカソード端子及びアノード端子が、それぞれ、ノードＮ４及び抵抗要素２６の一端に接続される。

制御回路８０は、第一回路５０から制御電圧が入力され、入力電力が低下した場合における制御電圧の値に基づいて、スイッチ回路７０を制御する回路である。制御回路８０は、例えば、マイコン（マイクロコンピュータ）で実現される。マイコンは、プログラムが格納されたＲＯＭ、ＲＡＭ、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ）、タイマ、入出力回路などを有する１チップの半導体集積回路である。制御回路８０は、クロック端子ＣＬＫと、接地端子ＧＮＤと、電源端子ＶＣＣと、駆動端子ＤＲＶと、第一切替端子ＳＷ１と、第二切替端子ＳＷ２とを有する。

クロック端子ＣＬＫは、ノードＮ１の電圧に対応する電圧が入力される端子であり、点灯装置２０への入力電圧の低下を検出し、入力電圧の低下時間を計測するために用いられる。接地端子ＧＮＤは、制御回路８０を接地するための端子である。電源端子ＶＣＣは、制御電圧が入力される端子である。電源端子ＶＣＣに入力される制御電圧は、スイッチ回路７０の切り替えを行うために用いられる。駆動端子ＤＲＶは、コンバータ回路４０のスイッチング素子４１を駆動するための信号を出力する端子である。第一切替端子ＳＷ１及び第二切替端子ＳＷ２は、それぞれ、第一スイッチ７１及び第二スイッチ７２を制御するための端子であり、それぞれ第一切替信号及び第二切替信号を出力する。

整流回路２１は、電源１４からの入力電力を整流する回路である。整流回路２１として、例えば、ダイオードブリッジを用いることができる。

平滑コンデンサ２２は、整流回路２１から出力されたリップルを有する電圧を平滑化する素子である。平滑コンデンサ２２の二つの端子が、それぞれ、整流回路２１の二つの出力端子に接続される。平滑コンデンサ２２として、例えば、電解コンデンサを用いることができる。

抵抗要素２３及び２４は、平滑コンデンサ２２によって平滑化された電圧を分圧するための要素である。抵抗要素２３及び２４は、直列接続され、抵抗要素２３と抵抗要素２４との接続点（ノードＮ２）における電圧が、制御回路８０のクロック端子ＣＬＫに入力される。抵抗要素２３及び２４の各抵抗値は、電源１４の出力電圧と、制御回路８０のクロック端子ＣＬＫにおいて必要とされる電圧とに基づいて定められる。抵抗要素２３及び２４の抵抗値は、それぞれ、例えば、１０００ｋΩ及び３０ｋΩ程度であり、点灯装置２０に電源１４からＡＣ１００Ｖの電圧が供給される場合には、クロック端子ＣＬＫには約４Ｖの電圧が入力される。

抵抗要素２５及び２６は、第一回路５０に流れる電流を低減するための保護抵抗である。抵抗要素２５の一方及び他方の端子は、それぞれ平滑コンデンサ２２の高電位側の端子（ノードＮ１）、及び、第一回路５０に接続される。抵抗要素２６の一方及び他方の端子は、それぞれコンバータ回路４０及び第一回路５０に接続される。抵抗要素２５及び２６の抵抗値は、例えば、１００ｋΩ以上、１０００ｋΩ以下程度である。

コンバータ回路４０は、整流回路２１によって整流され、平滑コンデンサ２２によって平滑化された直流電力を出力電力に変換して、第一光源１１及び第二光源１２に供給する回路である。本実施の形態では、コンバータ回路４０は、フライバック型のＤＣ／ＤＣコンバータである。コンバータ回路４０は、スイッチング素子４１と、トランス４２と、整流素子４３と、容量要素４４とを有する。

スイッチング素子４１は、チョッピング用の素子であり、必要とされる出力電力に応じたデューティ比で繰り返しオン状態及びオフ状態に切り替えられる。スイッチング素子４１は、制御回路８０の駆動端子ＤＲＶからの出力信号に応じてオン状態又はオフ状態に切り替えられる。スイッチング素子４１としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴが用いられる。駆動端子ＤＲＶからの出力信号は、スイッチング素子４１のゲート端子に入力される。

トランス４２は、一次コイル４２ａと、二次コイル４２ｂと、補助コイル４２ｃとを有する。トランス４２は、スイッチング素子４１によってチョッピングされた電流のエネルギーを一次コイル４２ａから二次コイル４２ｂ及び補助コイル４２ｃに伝達するインダクタである。一次コイル４２ａは、スイッチング素子４１と直列接続される。補助コイル４２ｃは、第一回路５０に電圧を印可するためのインダクタであり、抵抗要素２６を介して入力電圧から生成される電圧を第一回路５０に印加する。

整流素子４３は、コンバータ回路４０に流れる電流を整流する素子である。整流素子４３は、トランス４２の二次コイル４２ｂと直列接続される。整流された電力は、出力電力として第一光源１１及び第二光源１２に供給される。

容量要素４４は、コンバータ回路４０の出力電力を平滑化する要素である。本実施の形態では、容量要素４４として電解コンデンサを用いることができる。

［１－２．動作］
本実施の形態に係る点灯装置２０及び照明システム１０の動作について説明する。以下では、本実施の形態に係る点灯装置２０の効果を説明するために、比較例の点灯装置及び照明システムと比較しながら、図面を用いて説明する。

図２は、比較例の点灯装置９２０及び照明システム９１０の回路構成を示す回路図である。図２に示されるように、比較例の点灯装置９２０及び照明システム９１０は、第一回路９５０において、本実施の形態に係る点灯装置２０及び照明システム１０と相違し、その他の点において一致する。比較例の第一回路９５０は、第二容量要素５２及び第一整流素子５３を備えず、第二整流素子５４がノードＮ３に接続される。つまり、比較例の第一回路９５０は、遅延回路５２０を備えない。

本実施の形態に係る点灯装置２０の動作について説明する。

点灯装置２０においては、電源スイッチ１５においてユーザが所定の操作を行うことによって、点灯状態を上記の第一点灯状態、第二点灯状態及び第三点灯状態のいずれかに切り替えることができる。この所定の操作を以下では状態切替操作という。具体的には、状態切替操作は、ユーザが、電源スイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替えた後、所定の制限時間内に、オフ状態からオン状態に切り替える操作である。ここで、所定の制限時間は例えば１秒程度である。例えば、点灯装置２０が第一点灯状態であれば、状態切替操作によって第二点灯状態へと切り替えることができる。同様に、点灯装置２０が第二点灯状態であれば、状態切替操作によって第三点灯状態へと切り替えることができ、点灯装置２０が第三点灯状態であれば、状態切替操作によって第一点灯状態へと切り替えることができる。

このような動作を実現するために、制御回路８０は、クロック端子ＣＬＫ及び電源端子ＶＣＣに、それぞれ入力される入力電圧に対応する電圧（ＣＬＫ電圧）及び制御電圧（ＶＣＣ電圧）の変動を監視している。制御回路８０は、クロック端子ＣＬＫに入力されるＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下になった時点において計時を開始する。本実施の形態では、閾値Ｖｔｈは、１Ｖである。ここで、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下である場合とは、電源スイッチ１５がオフ状態である場合に対応する。

制御回路８０は、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下の状態が所定の時間Δｔに亘って保持されたことを検知したとき、電源端子ＶＣＣに入力されるＶＣＣ電圧を検出する。本実施の形態では、所定の時間Δｔは、例えば２０ｍｓｅｃ程度である。制御回路８０は、検出したＶＣＣ電圧がオフ電圧Ｖｏｆｆ以上、かつ、オン電圧Ｖｏｎ以下である場合に、電源スイッチ１５が再度オン状態に切り替えられたと判断して、点灯状態を切り替える。つまり、第一スイッチ７１及び第二スイッチ７２に、それぞれ、点灯状態を切り替えるための第一切替信号及び第二切替信号を出力する。本実施の形態では、ＶＣＣ電圧がオフ電圧Ｖｏｆｆ以上、かつ、オン電圧Ｖｏｎ以下である領域を発光色切替領域という。オフ電圧Ｖｏｆｆ及びオン電圧Ｖｏｎは、例えば、それぞれ１０Ｖ程度及び１５Ｖ程度である。

また、制御回路８０は、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下の状態が所定の時間Δｔに亘って保持されたことを検知したときに検出したＶＣＣ電圧が、リセット電圧Ｖｒｓｔ以上、オフ電圧Ｖｏｆｆ未満である場合には、状態切替操作が行われなかったと判断して、点灯状態を変更しない。このような場合は、例えば、電源スイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替えた後、再度オン状態に切り替えるまでの時間が所定の時間より長い場合に相当する。本実施の形態では、ＶＣＣ電圧が、リセット電圧Ｖｒｓｔ以上、オフ電圧Ｖｏｆｆ未満である領域を発光色維持領域という。リセット電圧Ｖｒｓｔは、例えば、２Ｖ程度である。

また、制御回路８０は、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下の状態が所定の時間Δｔに亘って保持されたことを検知したときに検出したＶＣＣ電圧が、リセット電圧Ｖｒｓｔ未満である場合には、点灯状態をリセットする。つまり、制御回路８０は、点灯装置２０の点灯状態を初期状態に戻す。このような場合は、電源スイッチ１５を十分に長い時間オフ状態に維持した場合に相当する。上記初期状態は、第一点灯状態、第二点灯状態及び第三点灯状態の任意の一つの点灯状態に定めてよい。本実施の形態では、ＶＣＣ電圧が、リセット電圧Ｖｒｓｔ未満である領域をリセット領域ともいう。

なお、制御回路８０は、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈより大きくなったと判断した場合には、計時を中止する。

一方、比較例の点灯装置９２０においても、制御回路８０は、本実施の形態に係る制御回路８０と同様に動作する。しかしながら、比較例の点灯装置９２０は、第一回路９５０の構成において、本実施の形態に係る点灯装置２０と相違するため、本実施の形態に係る点灯装置２０と動作が異なる。

以下、本実施の形態に係る点灯装置２０及び比較例の点灯装置９２０の動作について、動作例に基づいて説明する。図３は、本実施の形態に係る点灯装置２０の制御回路８０におけるＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧の時間波形例を模式的に示すグラフである。ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧の時間波形例が、それぞれ図３のグラフ（ａ）及びグラフ（ｂ）に実線で示されている。なお、図３には、比較例の点灯装置９２０のＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧の時間波形例が破線で示されている。

図３に示される動作例では、まず、図３の時点Ｔ０において、電源スイッチ１５がオフ状態からオン状態に切り替えられる。これにより、ノードＮ１における入力電圧の上昇に伴って、ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧が上昇する。時点Ｔ０の直後においては、本実施の形態及び比較例のいずれの点灯装置においても、第一容量要素５１が充電されるため、第一容量要素５１の容量によって定められる時定数にしたがって、ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧が徐々に上昇する。なお、本実施の形態に係る点灯装置２０においては、第一回路５０の第二容量要素５２も充電される。ここで、第一回路５０は、一端及び他端がそれぞれ第一容量要素５１及び第二容量要素５２に接続され、第二容量要素５２から第一容量要素５１への電流を通過させ、第一容量要素５１から第二容量要素５２への電流を通過させない第一整流素子５３を有する。このため、入力電圧が上昇する場合には、第一整流素子５３がノードＮ３に接続されており、かつ、ノードＮ３の方が、ノードＮ４より電圧が高いことから、ノードＮ３とノードＮ４との間は、実質的に遮断されているとみなすことができる。したがって、本実施の形態に係る第一回路５０から出力される制御電圧（つまりＶＣＣ電圧）は、ノードＮ１に第二容量要素５２が接続されていない場合と同様に変化する。つまり、入力電圧が上昇する場合には、本実施の形態に係る第一回路５０の時定数は、実質的に第一容量要素５１だけによって定まるため、比較例の第一回路９５０の時定数と実質的に同一である。本実施の形態に係る点灯装置２０では、第二容量要素５２は、コンバータ回路４０によって充電される。

これらのＣＬＫ電圧及び制御電圧が一定となった後、時点Ｔ１から時点Ｔ４において、状態切替操作を行う。具体的には、時点Ｔ１において、電源スイッチ１５がオン状態からオフ状態に切り替えられる。これにより、入力電圧が低下するため、これに伴って、ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧が低下する。ただし、本実施の形態では、入力電圧が低下する場合、つまり、ノードＮ１及びノードＮ３の電圧が低下する場合には、ノードＮ３よりノードＮ４の方が高電位となる。この場合、第二容量要素５２から、第一整流素子５３を経由して、ノードＮ３に電流が流れ得るため、第一回路５０の時定数が、比較例の第一回路９５０の時定数と異なる。つまり、本実施の形態に係る第一回路は、入力電圧が低下する場合には、ノードＮ３に第二容量要素が直接接続されている回路と等価となる。このため、第一回路５０の時定数は、第一容量要素５１と、第一容量要素５１に並列接続された第二容量要素５２とによって定まる。したがって、入力電圧が低下する場合においては、第一回路５０の時定数は、比較例の第一回路９５０の時定数より大きくなる。このように、本実施の形態では、入力電圧が上昇する場合より、入力電圧が低下する場合の方が、時定数が大きい第一回路５０を備える点灯装置を、簡素化された構成で実現できる。

これにより、図３に示されるように、時点Ｔ１から時点Ｔ４において、本実施の形態に係るＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧は、それぞれ比較例のＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧より緩やかに低下する。

続いて、時点Ｔ１から時点Ｔ４までの期間における状態切替操作における制御回路８０の動作について説明する。時点Ｔ１において、電源スイッチ１５がオフ状態に切り替えられた後、ＣＬＫ電圧が図３に示す電圧Ｖｍａｘから低下し、時点Ｔ３において、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下となる。これに伴い、制御回路８０はＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下となったことを検知すると、計時を開始する。その後、時点Ｔ４において、電源スイッチ１５がオフ状態からオン状態に切り替えられる。これに伴い、ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧が低下から上昇に転じる。ここで、時点Ｔ３から時間Δｔ経過した時点では、ＣＬＫ電圧は閾値Ｖｔｈ以下であり、ＶＣＣ電圧はオン電圧Ｖｏｎ以下、かつ、オフ電圧Ｖｏｆｆ以上（図３の発光色切替領域）である。このため制御回路８０は、状態切替操作が行われたと判断して点灯状態を切り替える。つまり、第一切替端子ＳＷ１及び第二切替端子ＳＷ２から、それぞれ第一スイッチ７１及び第二スイッチ７２に、点灯状態を切り替えるための第一切替信号及び第二切替信号を出力する。

一方、比較例の点灯装置９２０においても、同様に、時点Ｔ１から時点Ｔ４に亘って、ＣＬＫ電圧が低下し、時点Ｔ２において、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下となる。したがって、時点Ｔ２から制御回路８０は計時を開始する。その後、時点Ｔ２から時間Δｔ経過した時点において、ＣＬＫ電圧は閾値Ｖｔｈ以下であり、ＶＣＣ電圧はオン電圧Ｖｏｎ以下、かつ、オフ電圧Ｖｏｆｆ以上であるため、比較例の制御回路８０は、状態切替操作が行われたと判断して点灯状態を切り替える。

なお、本実施の形態及び比較例の各点灯装置において、時点Ｔ４より大幅に遅れて、電源スイッチ１５をオン状態に切り替えた場合、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下になってから所定の時間Δｔ経過後に検出されるＶＣＣ電圧が、オフ電圧Ｖｏｆｆ以下になり得る。例えば、ＶＣＣ電圧が、リセット電圧以上、オフ電圧未満であれば（図３の発光色維持領域）、制御回路８０は、点灯状態を切り替えない。また、ＶＣＣ電圧が、リセット電圧未満であれば（図３のリセット領域）、制御回路８０は、点灯状態をリセットする。

続いて、時点Ｔ５から時点Ｔ７の期間に、電源１４において瞬時停電が発生した場合の動作について説明する。時点Ｔ５から時点Ｔ７まで電源１４において瞬時停電が発生した場合にも、電源スイッチ１５をオフ状態にした場合と同様に、本実施の形態に係る点灯装置２０及び比較例の点灯装置９２０に入力される入力電力が低下し、これに伴いノードＮ１における入力電圧が低下する。図３に示されるように、比較例の点灯装置９２０では、ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧が本実施の形態より急峻に低下するため、時点Ｔ６において、ＣＬＫ電圧が閾値Ｖｔｈ以下となる。ここで、瞬時停電では、一般に数１０ｍｓｅｃ程度の期間に亘って停電状態が続き得ることから、ＣＬＫ電圧が所定の時間Δｔ（２０ｍｓｅｃ）以上に亘って閾値Ｖｔｈ以下に維持され得る。また、図３に示されるように、時点Ｔ６から所定の時間Δｔ経過後において、ＶＣＣ電圧がオフ電圧Ｖｏｆｆ以上、かつ、オン電圧Ｖｏｎ以下となり得る。したがって、比較例の点灯装置９２０では、瞬時停電発生時に、状態切替操作が行われたと判断して誤動作し得る。

一方、本実施の形態に係る点灯装置２０でも、瞬時停電が発生した時点Ｔ５以降、入力電圧の低下に伴って、ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧が低下する。しかしながら、上述のとおり本実施の形態に係る点灯装置２０の第一回路５０は、第二容量要素５２及び第一整流素子５３を備えるため、入力電圧が低下する場合の第一回路５０の時定数は、比較例に係る第一回路９５０の時定数よりも大きい。したがって、本実施の形態においては、ＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧の低下は、比較例のＣＬＫ電圧及びＶＣＣ電圧の低下より緩やかである。このため、本実施の形態においては、ＣＬＫ電圧は、比較例より遅れて、時点Ｔ７で閾値Ｖｔｈ以下となる。また、本実施の形態においては、入力電圧が上昇する場合には、第一回路５０の時定数は比較例と同様であるため、比較例と同様に比較的急峻にＣＬＫ電圧が上昇する。これにより、時点Ｔ７から所定の時間Δｔ経過後のＣＬＫ電圧は、閾値Ｖｔｈより高くなり、制御回路８０における計時は停止されている。したがって、制御回路８０は、状態切替操作が行われていないと判断し、点灯状態を切り替えない。

このように、本実施の形態では、入力電圧が低下する場合の第一回路５０の時定数を、入力電圧が上昇する場合より大きい値とすることによって、入力電力が瞬間的に低下する場合に制御回路８０に入力される電圧の変動を遅延させることができる。これにより、本実施の形態に係る点灯装置２０では、入力電力の不安定性に起因する誤動作の発生を抑制できる。

なお、例えば、比較例の点灯装置９２０において、単に第一容量要素５１として容量の大きい容量要素を用いることで、上述の誤動作の発生を抑制し得る。ただし、このような大容量の第一容量要素５１を用いる構成においては、電源スイッチ１５をオフ状態からオン状態に切り替える場合、つまり、入力電圧が上昇する場合に、ＶＣＣ電圧の上昇が緩やかになる。したがって、比較例の点灯装置９２０においては点灯時における制御回路８０の起動に比較的時間がかかる。一方、本実施の形態に係る点灯装置２０では、入力電圧が上昇する場合の第一回路５０の時定数は、入力電圧が低下する場合の第一回路５０の時定数より小さいため、点灯時における制御回路８０の起動を速やかに行うことができる。つまり、点灯装置２０において速やかな点灯が可能となる。

また、本実施の形態では、第一回路５０は、第二容量要素５２に直列接続される第二整流素子５４を有するため、第二容量要素５２に充電された電荷がコンバータ回路４０へ流出することを抑制できる。したがって、入力電圧が低下する場合に、第二容量要素５２に充電された電荷が、実質的に第一整流素子５３側だけに流出するため、第二容量要素５２による時定数の増大効果をより一層高めることができる。

さらに、本実施の形態では、第二容量要素５２は、第一容量要素５１より容量が大きい。このように、第一容量要素５１の容量を比較的小さくすることにより、点灯装置２０の点灯時における制御回路８０の起動をより一層速やかに行うことができる。つまり、点灯装置２０においてより一層速やかな点灯が可能となる。また、第二容量要素５２の容量を比較的大きくすることにより、入力電圧が低下する場合に制御回路８０に入力される制御電圧の低下をより一層遅延させることができるため、入力電力の不安定性に起因する誤動作の発生をより一層抑制できる。

［１－３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る点灯装置２０は、入力電力が供給され、第一光源１１及び第二光源１２に出力電力を供給する点灯装置２０であって、第一光源１１及び第二光源１２の各々に供給する出力電力の比を切り替えるスイッチ回路７０と、入力電力に対応する入力電圧が入力され、入力電圧に対応する制御電圧を、入力電圧に対して遅延させて出力する第一回路５０と、制御電圧が入力され、入力電力が低下した場合における制御電圧の値に基づいて、スイッチ回路７０を制御する制御回路８０と、を備え、第一回路５０の時定数は、入力電圧が上昇する場合より、入力電圧が低下する場合の方が大きい。

このように、点灯装置２０では、入力電力を変動させることによって、第一光源１１及び第二光源１２の点灯状態を切り替えることができる。このため、点灯装置２０においては、電源１４から、電源スイッチ１５を介して入力電力を供給する場合に、電源スイッチ１５を操作することによって、点灯状態を切り替えることができる。また、点灯装置２０では、入力電圧が低下する場合の第一回路５０の時定数を大きくすることによって、入力電力が不安定となった場合に、制御回路８０に入力される制御電圧の変動を遅延させることができるため、不安定性に起因する誤動作の発生を抑制できる。さらに、点灯装置２０では、入力電圧が上昇する場合の第一回路５０の時定数を小さくすることによって、速やかな点灯を実現できる。

以上のように、点灯装置２０において、第一回路５０は、入力電圧に対応する電圧が印加される第一容量要素５１と、入力電圧から生成される電圧が印加される第二容量要素５２と、一端及び他端がそれぞれ第一容量要素５１及び第二容量要素５２に接続され、第二容量要素５２から第一容量要素５１への電流を通過させ、第一容量要素５１から第二容量要素５２への電流を通過させない第一整流素子５３と、を有してもよい。

このような第一回路５０の構成によれば、入力電圧が上昇する場合には、第一回路５０の時定数が、実質的に第一容量要素５１だけによって定まり、入力電圧が低下する場合には、第一回路５０の時定数が、第一容量要素５１と、第一容量要素５１に並列接続された第二容量要素５２とによって定まる。したがって、入力電圧が上昇する場合より、入力電圧が低下する場合の方が、時定数が大きい第一回路５０を備える点灯装置を、簡素化された構成で実現できる。

以上のように、点灯装置２０において、第二容量要素５２は、第一容量要素５１より容量が大きくてもよい。

このように、第一容量要素５１の容量を比較的小さくすることにより、点灯装置２０の点灯時における制御回路８０の起動をより一層速やかに行うことができる。つまり、点灯装置２０においてより一層速やかな点灯が可能となる。また、第二容量要素５２の容量を比較的大きくすることにより、入力電圧が低下する場合に制御回路８０に入力される制御電圧の低下をより一層遅延させることができるため、入力電力の不安定性に起因する誤動作の発生をより一層抑制できる。

以上のように、点灯装置２０において、第一回路５０は、さらに、第二容量要素５２に直列接続される第二整流素子５４を有してもよい。

これにより、第二容量要素５２に充電された電荷がコンバータ回路４０へ流出することを抑制できる。したがって、入力電圧が低下する場合に、第二容量要素５２に充電された電荷が、実質的に第一整流素子５３側だけに流出するため、第二容量要素５２による時定数の増大効果をより一層高めることができる。

以上のように、点灯装置２０において、スイッチ回路７０は、第一光源１１に直列接続され、制御回路８０からの第一切替信号に基づいて、オン状態又はオフ状態に切り替えられる第一スイッチ７１と、第二光源１２に直列接続され、制御回路８０からの第二切替信号に基づいて、オン状態又はオフ状態に切り替えられる第二スイッチ７２と、を有してもよい。

これにより、簡素化された構成で、第一光源１１及び第二光源１２に供給される出力電力の比を切り替えることができる。

また、本実施の形態に係る照明システム１０は、点灯装置２０と、第一光源１１及び第二光源１２と、を備える。

これにより、上述の点灯装置２０と同様の効果を奏することができる。

また、本実施の形態に係る照明システムにおいて、第二光源１２は、第一光源１１と発光色が異なってもよい。

これにより、点灯状態を切り替えることによって、照明システム１０から出射される光の光色を切り替えることができる。つまり、照明システム１０においては、電源スイッチ１５を操作することによって調色を行うことができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る点灯装置及び照明システムについて説明する。本実施の形態に係る点灯装置及び照明システムは、動作のばらつきを抑制するための構成を備える。以下、本実施の形態について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

まず、本実施の形態に係る点灯装置及び照明システムの構成について図面を用いて説明する。

図４は、本実施の形態に係る点灯装置１２０及び照明システム１１０の回路構成の一例を示す回路図である。

図４に示されるように、本実施の形態に係る点灯装置１２０及び照明システム１１０は、それぞれ、第一回路１５０の構成において、実施の形態１に係る点灯装置２０及び照明システム１０と相違する。以下、本実施の形態に係る第一回路１５０の構成について説明する。

図４に示されるように、第一回路１５０は、実施の形態１に係る第一回路５０と同様に、入力電力に対応する入力電圧が入力され、入力電圧に対応する制御電圧を、入力電圧に対して遅延させて出力する回路である。第一回路１５０は、第一容量要素５１と、第二容量要素５２と、第一整流素子５３と、第二整流素子５４とを有する。本実施の形態では、第一回路１５０は、さらに、第一容量要素５１に並列接続される第一抵抗要素５５と、第二容量要素５２に並列接続される第二抵抗要素５６と、を有する。言い換えると、本実施の形態では、第一回路１５０は、制御電源回路１５１０と、遅延回路１５２０とを有し、制御電源回路１５１０は、第一容量要素５１と第一抵抗要素５５とを有し、遅延回路１５２０は、第二容量要素５２と第二抵抗要素５６とを有する。このように、第一抵抗要素５５及び第二抵抗要素５６を備えることにより、電源スイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替える場合に、第一容量要素５１及び第二容量要素５２に充電された電荷を、それぞれ第一抵抗要素５５及び第二抵抗要素５６を介してアースに安定的に放電することができる。したがって、電源スイッチ１５をオフした場合におけるＶＣＣ電圧の時間波形のばらつきを低減することができるため、電源スイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替えてから、ＶＣＣ電圧がリセット電圧Ｖｒｓｔ未満となるまでに要する時間のばらつきを低減できる。

ここで第一回路１５０の各構成要素のパラメータについて、等価回路を用いて説明する。

図５Ａは、本実施の形態に係る点灯装置１２０の入力電圧が上昇する場合における第一回路１５０の等価回路１５０Ａを示す回路図である。図５Ｂは、本実施の形態に係る点灯装置１２０の入力電圧が低下する場合における第一回路１５０の等価回路１５０Ｂを示す回路図である。

点灯装置１２０の入力電圧が上昇する場合においては、第一整流素子５３がノードＮ３に接続されており、かつ、ノードＮ３の方が、ノードＮ４より電圧が高いことから、ノードＮ３とノードＮ４との間は、実質的に遮断されているとみなすことができる。このため、図５Ａに示されるように、第一回路１５０の等価回路１５０Ａは、第一容量要素５１と第一抵抗要素５５とが並列接続された回路で表される。したがって、入力電圧が上昇する場合における第一回路１５０の時定数τ１は、第一容量要素５１の容量をＣ１、第一抵抗要素５５の抵抗値をＲ１として、以下のように表される。

τ１＝Ｃ１×Ｒ１

一方、点灯装置１２０の入力電圧が低下する場合においては、第一整流素子５３がノードＮ３に接続されており、かつ、ノードＮ３の方が、ノードＮ４より電圧が低いことから、ノードＮ３とノードＮ４との間は、実質的に導通しているとみなすことができる。このため、図５Ｂに示されるように、第一回路１５０の等価回路１５０Ｂは、第一容量要素５１と第一抵抗要素５５と第二容量要素５２と第二抵抗要素５６とが並列接続された回路で表される。したがって、入力電圧が低下する場合における第一回路１５０の時定数τ２は、第二容量要素５２の容量をＣ２、第二抵抗要素５６の抵抗値をＲ２として、以下のように表される。

τ２＝（Ｃ１＋Ｃ２）×Ｒ１×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）

ここで、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第一回路１５０の時定数は、入力電圧が上昇する場合より、入力電圧が低下する場合の方が大きい。つまり、τ１＜τ２が成り立つように、各容量要素の容量、及び、各抵抗要素の抵抗値が設定される。例えば、第一容量要素５１及び第二容量要素５２の容量Ｃ１及びＣ２は、それぞれ、１０μＦ程度、及び、３０μＦ程度であり、第一抵抗要素５５及び第二抵抗要素５６の抵抗値Ｒ１及びＲ２は、それぞれ２００ｋΩ程度及び１００ｋΩ程度である。このような抵抗値を有する第一抵抗要素５５及び第二抵抗要素５６を用いることにより、実施の形態１に係る点灯装置２０及び照明システム１０と同様の効果を奏し、さらに、動作のばらつきを抑制できる点灯装置１２０及び照明システム１１０を実現できる。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る点灯装置及び照明システムについて説明する。本実施の形態に係る点灯装置及び照明システムは、制御回路のリセット動作を確実に行うことができる、つまり、制御電圧を確実に低下させることができる構成を有する。以下、本実施の形態について、実施の形態２との相違点を中心に説明する。

まず、本実施の形態に係る点灯装置及び照明システムの構成について図面を用いて説明する。

図６は、本実施の形態に係る点灯装置２２０及び照明システム２１０の回路構成の一例を示す回路図である。

図６に示されるように、本実施の形態に係る点灯装置２２０及び照明システム２１０は、それぞれ、第一回路２５０の構成において、実施の形態２に係る点灯装置１２０及び照明システム１１０と相違する。以下、本実施の形態に係る第一回路２５０の構成について説明する。

本実施の形態に係る第一回路２５０は、実施の形態２に係る第一回路１５０と同様の構成要素を有し、さらに、第一容量要素５１に直列接続されるツェナーダイオード５７を有する。ツェナーダイオード５７は、電源スイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替えた場合に、第一回路２５０から出力される制御電圧を確実にリセット電圧Ｖｒｓｔ未満に低下させるための素子である。

図６に示されるように、電源１４と点灯装置２２０との間に接続される電源スイッチ１５が、電源１４と点灯装置２２０とを接続する二本の電線のうち、片方だけを遮断する片切型のスイッチである場合に、特に、本実施の形態に係るツェナーダイオード５７の効果が顕著となる。つまり、電源スイッチ１５が片切型のスイッチである場合、電源スイッチ１５がオフ状態であっても、一方の電線が電源１４と点灯装置２２０とを接続されているため、電源１４から点灯装置２２０に漏れ電流が流れ得る。これにより、電源スイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替えた場合においても、第一回路２５０から出力される制御電圧が、リセット電圧Ｖｒｓｔ未満に低下しない場合がある。

本実施の形態では、第一回路２５０のノードＮ３にツェナーダイオード５７が接続されている。ここで、ツェナーダイオード５７の降伏電圧を入力電圧より低く、リセット電圧Ｖｒｓｔより十分高い電圧に設定することで、電源スイッチ１５をオフ状態とした場合に、第一回路２５０のノードＮ３に印加される電圧を確実にリセット電圧Ｖｒｓｔ未満に低下させることができる。したがって、本実施の形態に係る点灯装置２２０では、制御回路８０において確実にリセット動作を行うことができる。

（変形例など）
以上、本発明について、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記各実施の形態では、電源１４として交流電源を用いたが、電源１４として直流電源を用いてもよい。この場合、点灯装置２０は、整流回路２１及び平滑コンデンサ２２を備えなくてもよい。

また、照明システムが備える光源の個数は、二個に限定されず、三個以上でもよい。

また、上記各実施の形態では、光源としてＬＥＤを用いる例を示したが、光源の種類はＬＥＤに限定されない。光源として、例えば、有機ＥＬ素子など、他の光学素子を用いてもよい。

また、上記各実施の形態では、第一光源１１及び第二光源１２は互いに異なる発光色を有したが、同一の発光色を有してもよい。この場合、例えば、第一光源１１及び第二光源１２が互いに異なる配光特性を有してもよい。また、第一光源１１と第二光源とが異なる場所に配置されてもよい。

また、上記各実施の形態に係る照明システムは、一つの筐体内に収納されてもよいし、各光源がそれぞれ異なる筐体に収納されてもよい。また、点灯装置、各光源がそれぞれ別の筐体に配置され、それらの筐体が互いに電線によって接続されていてもよい。

また、上記各実施の形態では、スイッチ回路７０は、第一光源１１及び第二光源１２に流れる電流をそれぞれ遮断し得る第一スイッチ７１及び第二スイッチ７２を備えたが、スイッチ回路７０の構成はこれに限定されない。例えば、スイッチ回路７０は、各光源に直列に接続された可変抵抗素子などを備えてもよい。この場合、各光源に直列接続された可変抵抗素子の抵抗値を変化させることによって、点灯装置が各光源に供給する出力電力の比を切り替えることができる。

また、第一容量要素５１及び第二容量要素５２は、電解コンデンサなどの素子でなくてもよく、浮遊容量などを用いた容量要素であってもよい。

また、各抵抗要素は、抵抗素子であってもよいし、電線などに含まれる抵抗要素であってもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１０、１１０、２１０ 照明システム
１１ 第一光源
１２ 第二光源
１４ 電源
２０、１２０、２２０ 点灯装置
５０、１５０、２５０ 第一回路
５１ 第一容量要素
５２ 第二容量要素
５３ 第一整流素子
５４ 第二整流素子
５５ 第一抵抗要素
５６ 第二抵抗要素
７０ スイッチ回路
７１ 第一スイッチ
７２ 第二スイッチ
８０ 制御回路

Claims (8)

1. 入力電力が供給され、第一光源及び第二光源に出力電力を供給する点灯装置であって、
   前記第一光源及び前記第二光源の各々に供給する前記出力電力の比を切り替えるスイッチ回路と、
   前記入力電力に対応する入力電圧が入力され、前記入力電圧に対応する制御電圧を、前記入力電圧に対して遅延させて出力する第一回路と、
   前記制御電圧が入力され、前記入力電力が低下した場合における前記制御電圧の値に基づいて、前記スイッチ回路を制御する制御回路と、を備え、
   前記第一回路の時定数は、前記入力電圧が上昇する場合より、前記入力電圧が低下する場合の方が大きく、
   前記第一回路は、
   前記入力電圧に対応する電圧が印加される第一容量要素と、
   前記入力電圧から生成される電圧が印加される第二容量要素と、
   一端及び他端がそれぞれ前記第一容量要素及び前記第二容量要素に接続され、前記第二容量要素から前記第一容量要素への電流を通過させ、前記第一容量要素から前記第二容量要素への電流を通過させない第一整流素子と、を有する
   点灯装置。
2. 前記第二容量要素は、前記第一容量要素より容量が大きい
   請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記第一回路は、さらに、
   前記第一容量要素に並列接続される第一抵抗要素と、
   前記第二容量要素に並列接続される第二抵抗要素と、を有する
   請求項１又は２に記載の点灯装置。
4. 前記第一回路は、さらに、
   前記第一容量要素に直列接続されるツェナーダイオードを有する
   請求項１又は２に記載の点灯装置。
5. 前記第一回路は、さらに、
   前記第二容量要素に直列接続される第二整流素子を有する
   請求項１又は２に記載の点灯装置。
6. 前記スイッチ回路は、
   前記第一光源に直列接続され、前記制御回路からの第一切替信号に基づいて、オン状態又はオフ状態に切り替えられる第一スイッチと、
   前記第二光源に直列接続され、前記制御回路からの第二切替信号に基づいて、オン状態又はオフ状態に切り替えられる第二スイッチと、を有する
   請求項１又は２に記載の点灯装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の点灯装置と、
   前記第一光源及び前記第二光源と、を備える
   照明システム。
8. 前記第二光源は、前記第一光源と発光色が異なる
   請求項７に記載の照明システム。

Images