JP2013125616A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】全点灯状態から調光下限までにおける点灯の安定性を向上させることができる照明装置を提供する。
【解決手段】LED26と、LED26を駆動する電流を生成するバックコンバータ10と、バックコンバータ10により生成される電流を制御する調光制御回路22と、調光信号のレベルが高レベル側のとき、入力端子101に接続される全点灯用可変抵抗素子23aと、調光信号のレベルが低レベル側のとき、入力端子101に接続される調光下限用可変抵抗素子23bとを備える照明装置1である。
【選択図】図1
【解決手段】LED26と、LED26を駆動する電流を生成するバックコンバータ10と、バックコンバータ10により生成される電流を制御する調光制御回路22と、調光信号のレベルが高レベル側のとき、入力端子101に接続される全点灯用可変抵抗素子23aと、調光信号のレベルが低レベル側のとき、入力端子101に接続される調光下限用可変抵抗素子23bとを備える照明装置1である。
【選択図】図1
Description
本発明は、調光機能を有する照明装置に関する。
近年、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源として用いる照明装置が商品化され、一般家庭に普及し始めている。半導体発光素子は、電気エネルギーを直接光エネルギーに変換する。このため、ハロゲンランプ等の白熱球や蛍光灯に比し、高効率で、且つ、発光に際して発熱量が少ないという特徴を有する。特に、LEDは、変換効率が高く、さらに、半永久的とも考え得る長寿命で、且つ、蛍光灯の光のようにちらつきの問題もない。
このように、LEDは長寿命、低消費電力といった長所を有している。近年、このようなLEDの長所に着目し、白熱電球や蛍光灯の代わりに、LEDを光源として使用する様々な照明装置が開発されて来ている。
ところで、最近、LEDを光源とする照明装置(以下、「LED照明装置」と記す場合もある)においても、従来の白熱球と同様、照明の明るさを調節できる、すなわち、調光機能を有するものに対する要望が強くなってきた。
このような事情を考慮して、調光機能を有するLED照明装置が、従来いくつか提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
一般に、LED照明装置を調光する調光方式には、PWM(Pulse Width Modulation)調光方式とDC調光方式の2つの方式が知られている。特許文献1に記載の照明装置は、それら2つの方式のうち、PWM調光方式を利用するものである。
この照明装置では、パルス幅可変の矩形波信号よりなる調光信号が入力されると、その調光信号の1周期に占めるON期間(またはOFF期間)の割合(つまり、デューティー比)に比例する電圧値を発生させる。そして、この照明装置では、調光信号のデューティー比に比例する電圧値を用いて、LEDが調光されている。例えば、50%のデューティー比であれば、LEDの出力を50%とし、75%のデューティー比であれば、LEDの出力を75%にする。
PWM調光方式は、矩形波信号を用いて、LEDを調光するため、ノイズ音が発生し易く、ON/OFFの周波数の如何によっては、周囲の回路部と干渉を引き起こすことがある。特に、調光下限のときには、ON時間は短くなることから、ノイズ音の発生や周辺回路部との干渉が顕著になる。中でも、ノイズ音の発生は、シーリングライトのような、住宅などの居室や事務所などの天井に取り付けられる照明装置の場合には、利用者にとって非常に煩わしいものであった。
このため、PWM調光方式に代えて、もう一方の調光方式である、DC調光方式を利用することが有効と期待できる。DC調光方式は、調光信号のレベル(電圧値)を変化させるものである。例えば、10VのDCであれば、LEDは100%の出力をし、1VのDCであれば、LEDは最小出力をする。PWM調光方式のように、矩形波信号を用いるものではなく、それゆえ、上述したような、PWM調光方式に特有の課題を考慮する必要はなくなる。
一方、DC調光方式を利用した場合、次に述べる、DC調光方式に特有の課題を考慮する必要があった。
DC調光方式では、例えば、公知のバックコンバータを用いて、調光信号のレベルを基に、LEDを駆動する駆動電流を制御する。ここで、バックコンバータを構成する各種の回路の製造バラツキが生じた場合、バックコンバータごとに、調光信号の同一レベルに対する出力電流値(すなわち、LEDの駆動電流値)が変動してしまうといった課題である。
そこで、バックコンバータに入力される電圧(すなわち、調光信号のレベル)と、バックコンバータの出力電流値とが、異なるバックコンバータ同士において、同一の関係となるような対策をとる必要がある。例えば、調光信号を出力する調光制御装置とバックコンバータとの間に抵抗素子を設ければよい。抵抗素子の抵抗値を可変とし、抵抗素子の抵抗値を調節することにより、バックコンバータの構成回路の製造バラツキによる、調光信号レベルに対する出力電流値の変動を防止することが可能である。
しかし、調光機能を有するLED照明装置の場合、例えば、全点灯状態における調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節した場合、調光下限における調光信号レベル‐出力電流値間の変動がより大きくなってしまう。一方、調光下限における調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節した場合、全点灯状態における調光信号レベル‐出力電流値間の変動がより大きくなってしまう。要は、いずれか一方の変動のみの調節しか行なうことができなかった。
したがって、例えば、複数のLED照明装置を同時に利用し、照明を行なった場合、本来ならば、各LED照明装置の明るさは、調光信号の同一レベルであれば同一になるべきところ、LED照明装置間において明るさに差が生じてしまう場合があった。
このように、DC調光方式を利用した場合、LED照明装置を全点灯状態と調光下限のいずれにおいてもバックコンバータの調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節することは困難であった。すなわち、全点灯状態と調光下限のいずれか一方が安定して点灯させることができないといった課題があった。
上記課題に鑑み、本発明の目的は、全点灯状態と調光下限のいずれにおいても点灯の安定性を向上させることができる照明装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明における照明装置は、発光素子と、上記発光素子を駆動する電流を生成する電流生成部と、上記発光素子を調光すべく、上記電流生成部に出力する調光信号のレベルを制御することにより、上記電流生成部により生成される電流を制御する調光制御部と、上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが高レベル側のとき、上記電流生成部の、上記調光信号が入力される入力端子に接続される高レベル用抵抗素子と、上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが低レベル側のとき、上記入力端子に接続される低レベル用抵抗素子とを備える。
上記構成によれば、電流生成部に入力される調光信号のレベルが高レベル側のとき、電流生成部の、調光信号が入力される入力端子に高レベル用抵抗素子が接続される一方、電流生成部に入力される調光信号のレベルが低レベル側のとき、入力端子に低レベル用抵抗素子が接続される。
このため、例えば、高レベル側である全点灯状態における調光信号のレベルと発光素子を駆動する電流値間の変動、および、低レベル側である調光下限における調光信号のレベルと発光素子を駆動する電流値間の変動のいずれについても、その変動の調節が可能となる。
それゆえ、全点灯状態と調光下限のいずれにおいても安定して点灯させることができる。
上記電流生成部は、上記調光信号のレベルの高低に応じて、上記発光素子を駆動する電流を増減させるものであり、上記調光信号が低レベル側のとき、上記発光素子は調光下限となることが好ましい。
上記構成によれば、発光素子の調光下限において、安定して点灯を実現することができる。
上記調光信号が高レベル側のとき、上記発光素子は全点灯状態となることが好ましい。
上記構成によれば、発光素子の全点灯状態において、安定して点灯を実現することができる。
上記低レベル用抵抗素子と上記入力端子との間に配置され、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続、または、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断する低レベル用切り替え素子と、上記高レベル用抵抗素子と上記入力端子との間に配置され、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続、または、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断する高レベル用切り替え素子とをさらに備え、上記調光制御部は、上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが低レベル側のとき、上記低レベル用切り替え素子および上記高レベル用切り替え素子を用いて、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続し、且つ、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断すると共に、上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが高レベル側のとき、上記低レベル用切り替え素子および上記高レベル用切り替え素子を用いて、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続し、且つ、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断することが好ましい。
上記構成によれば、調光制御部は、自身が生成する調光信号のレベルを基に、低レベル用抵抗素子および高レベル用抵抗素子のいずれが入力端子に接続し、他方を切断する。
それゆえ、低レベル用抵抗素子および高レベル用抵抗素子の各々と入力端子との接続・切断が、調光信号のレベルの変化に合わせて、効率よく行なうことが可能となる。
上記低レベル用抵抗素子および上記高レベル用抵抗素子の少なくとも一方は、自身の抵抗値を変更可能な可変抵抗素子であることが好ましい。
上記構成によれば、照明装置の製造工程において、低レベル用抵抗素子および高レベル用抵抗素子が実装された後であっても、各々の抵抗値を調節することが可能となる。仮に、抵抗値が固定の抵抗素子の場合、一旦実装された後であれば、抵抗素子の取替えが必要になるからである。
それゆえ、上記構成によれば、高レベル側である全点灯状態における調光信号のレベルと発光素子を駆動する電流値間の変動、および、低レベル側である調光下限における調光信号のレベルと発光素子を駆動する電流値間の変動のいずれについても、その変動の調節を効率よく行なうことができる。
本発明の照明装置は、全点灯状態と調光下限のいずれにおいても点灯の安定性を向上させることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態について図1〜図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。
〔実施の形態1〕
まず、図1に基づき、本発明の一実施形態である照明装置の概略構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における照明装置の概略構成を示すブロック回路図である。
まず、図1に基づき、本発明の一実施形態である照明装置の概略構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における照明装置の概略構成を示すブロック回路図である。
(照明装置1)
図1に示すように、本発明の実施の形態1における照明装置1は、バックコンバータ(電流生成部)10と、電源回路21と、調光制御回路(調光制御部)22と、全点灯用可変抵抗素子(高レベル用抵抗素子)23aと、調光下限用可変抵抗素子(低レベル用抵抗素子)23bと、全点灯用抵抗切り替え素子(高レベル用切り替え素子)24aと、調光下限用抵抗切り替え素子(低レベル用切り替え素子)24bと、力率改善回路25と、LED(発光素子)26と、調光信号用抵抗素子27と、を備えている。
図1に示すように、本発明の実施の形態1における照明装置1は、バックコンバータ(電流生成部)10と、電源回路21と、調光制御回路(調光制御部)22と、全点灯用可変抵抗素子(高レベル用抵抗素子)23aと、調光下限用可変抵抗素子(低レベル用抵抗素子)23bと、全点灯用抵抗切り替え素子(高レベル用切り替え素子)24aと、調光下限用抵抗切り替え素子(低レベル用切り替え素子)24bと、力率改善回路25と、LED(発光素子)26と、調光信号用抵抗素子27と、を備えている。
照明装置1は、DC調光方式を利用するものであり、調光制御回路22が生成する調光信号203のレベル(電圧値)(例えば、0〜5V)に応じ、バックコンバータ10が出力する出力電流103および104の各電流値を変化させることにより、LED26を調光する。
(バックコンバータ10)
バックコンバータ10は、スイッチング回路11と、FET(Filed Effect Transistor)12と、ダイオード13と、コンデンサ14と、コイル15と、電流値検出用抵抗素子16と、を有している。
バックコンバータ10は、スイッチング回路11と、FET(Filed Effect Transistor)12と、ダイオード13と、コンデンサ14と、コイル15と、電流値検出用抵抗素子16と、を有している。
スイッチング回路11は、調光制御回路が生成する調光信号203が入力される入力端子101を持つ。スイッチング回路11は、入力端子101に調光信号203が入力されると、その入力された調光信号203のレベルに応じて、FET12のゲート電極にゲート制御信号102を印加する。このゲート制御信号102は、FET12を導通または非導通させるための信号である。例えば、スイッチング回路11に電源電圧(Vcc)29および接地電圧(GND)31が供給されている場合、ゲート制御信号102は、FET12を導通させるときには電源電圧29の電圧値となり、FET12を非導通させるときには接地電圧31の電圧値となる。
また、スイッチング回路11は、このようなゲート制御信号102の、電源電圧29の電圧値となる期間(以下、「ON期間」と記す場合もある)と、接地電圧31の電圧値となる期間(以下、「OFF期間」と記す場合もある)との各々の長さについて、入力端子101を介して入力された調光信号203のレベルに応じ、設定する。すなわち、スイッチング回路11は、ON期間とOFF期間との比(デューティー比)を、調光信号203のレベルに基づき、設定する。例えば、調光信号203のレベルが大きくなるにつれて、デューティー比が大きくなる、要は、OFF期間に対するON期間の長さが長くなり、一方、調光信号203のレベルが小さくなるにつれて、デューティー比が小さくなる、すなわち、OFF期間に対するON期間の長さが短くなればよい。
このようなON期間とOFF期間との比は、FET12の導通期間と非導通期間との比を変化させる。後述するように、FET12の導通期間と非導通期間との比の変化により、出力電流103および104の電流値は変化する。この電流値の変化により、LED26の調光が実現される。
ところで、スイッチング回路11は、このようなON期間およびOFF期間の設定のため、オペアンプや乗算器といった、各種のアナログ演算回路を用いている。このような各種のアナログ回路は集積化され、1チップ化されている。このような集積化されたICでは、半導体製造工程における製造バラツキに起因して、製品規格にバラツキが生じるのが通常である。具体的には、調光信号の同一レベルに対し、ICごとに、上記のON期間およびOFF期間の各設定値が異なる、つまり、ON期間とOFF期間との比が、異なる場合がある。ON期間とOFF期間との比のバラツキは、LED26を駆動し、調光する出力電流103および104の電流値のバラツキにつながるものである。
照明装置1では、このような出力電流103および104の電流値のバラツキに鑑み、全点灯状態および調光下限のいずれにおいても、調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節するものである。この点については、後述する。
FET12は、例えば、公知のn型MOSトランジスタを用いることができる。n型MOSトランジスタであれば、ゲート電極に印加されるゲート制御信号102に応じて、高速に、その導通と非導通との間を高速に切り替えることができる。もちろん、FET12は、MOSトランジスタに限られるものではなく、例えば、バイポーラトランジスタであってもよい。
FET12が導通のとき、照明装置1の入力端子28から入力される入力電圧は、力率改善回路25を通して、LED26の一方の端子に印加される。一方、LED26の他方の端子には、FET12を通して、接地電圧31が印加される。すなわち、バックコンバータ10には出力電流103が流れることになる。電流値検出用抵抗素子16は出力電流103の電流値を検出する。電流値検出用抵抗素子16により検出された電流値105は、スイッチング回路11に入力される。
一方、FET12が非導通のとき、コイル15は出力電流103と同じ電流を流し続けようとし、且つ、ダイオード13は導通する。それゆえ、出力電流103と同じ電流値である出力電流104が流れることになる。
(電源回路21)
電源回路21は、電源電圧29を用いて、調光制御用電源電圧201を生成する。例えば、調光信号203のレベル範囲が0〜5Vの場合、電源回路21は、例えば15Vである電源電圧29を用いて、5Vである調光制御用電源電圧201を生成し、調光制御回路22に出力する。
電源回路21は、電源電圧29を用いて、調光制御用電源電圧201を生成する。例えば、調光信号203のレベル範囲が0〜5Vの場合、電源回路21は、例えば15Vである電源電圧29を用いて、5Vである調光制御用電源電圧201を生成し、調光制御回路22に出力する。
電源回路21は、例えば、公知の降圧回路を用いることができる。
(調光制御回路22)
調光制御回路22は、調光制御用電源電圧201を用いて、調光信号203を生成する。また、調光制御回路22は、自身が生成した調光信号203のレベルに基づき、切り替え信号202を併せて生成する。
調光制御回路22は、調光制御用電源電圧201を用いて、調光信号203を生成する。また、調光制御回路22は、自身が生成した調光信号203のレベルに基づき、切り替え信号202を併せて生成する。
具体的には、先ず、調光制御回路22は、自身の外部より、LED26の調光レベルの指示を受け取ると、その指示にしたがって、調光信号203のレベルを設定する。例えば、LED26の指示レベルが全点灯状態のとき、例えば、調光制御用電源電圧201が5Vであれば、調光制御回路22は、調光信号203のレベルを5Vに設定する。一方、LED26の指示レベルが調光下限のとき、調光制御回路22は、調光信号203のレベルを1Vに設定する。同様に、全点灯状態から調光下限までの間の各々のレベルについても、対応する、調光信号203のレベルが設定される。
なお、調光信号203のレベルが高レベル側(ここでは、5V側)に近づけば近づくほど、LED26の明るさは全点灯状態に近づくことになる。一方、調光信号203のレベルが低レベル側(ここでは、1V側)に近づけば近づくほど、LED26の明るさは調光下限に近づくことになる。要は、調光信号203のレベルの高レベル側は、LED26の出力(輝度)が高い側を意味し、調光信号203のレベルの低レベル側は、LED26の出力が低い側を意味する。
また、調光制御回路22は、LED26の調光レベルの指示を受け取ると、調光信号203の生成と共に、図1中のGで示す複数の切り替え素子、ここでは、全点灯用抵抗切り替え素子24aおよび調光下限用抵抗切り替え素子24bの各々の開閉を切り替える切り替え信号202を生成する。全点灯用抵抗切り替え素子24aの開閉により、全点灯用可変抵抗素子23aとスイッチング回路11の入力端子101との接続状態が切り替えられ、同様に、調光下限用抵抗切り替え素子24bの開閉により、調光下限用可変抵抗素子23bとスイッチング回路11の入力端子101との接続状態が切り替えられる。
例えば、調光制御回路22は、指示レベルが全点灯状態のとき、全点灯用可変抵抗素子23aがスイッチング回路11の入力端子101に接続され、且つ、調光下限用可変抵抗素子23bがスイッチング回路11の入力端子101と切断されるように、切り替え信号202を用いて、全点灯用抵抗切り替え素子24aおよび調光下限用抵抗切り替え素子24bの開閉を切り替える。一方、指示レベルが全点灯状態から調光下限に向けて変化したとき、全点灯用可変抵抗素子23aがスイッチング回路11の入力端子101と切断され、且つ、調光下限用可変抵抗素子23bがスイッチング回路11の入力端子101に接続されるように、切り替え信号202を用いて、全点灯用抵抗切り替え素子24aおよび調光下限用抵抗切り替え素子24bの開閉を切り替える。
また、全点灯用可変抵抗素子23aを入力端子101と切断し、且つ、調光下限用可変抵抗素子23bを入力端子101に接続するタイミングは、指示レベルが全点灯状態から調光下限に向けて変化したときに限られるものではない。例えば、指示レベルが、予め定められた調光レベル(例えば、調光下限よりも高いレベル、且つ、全点灯状態よりも低いレベル)以下になったときを、上記タイミングとしてもよい。
(全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23b)
全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bは、例えば、公知の可変抵抗素子を用いることができる。
全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bは、例えば、公知の可変抵抗素子を用いることができる。
全点灯用可変抵抗素子23aは、全点灯用抵抗切り替え素子24aを介して、スイッチング回路11の入力端子101に接続されている。もちろん、全点灯用抵抗切り替え素子24aが開状態であれば、切断されることになる。なお、スイッチング回路の11の入力端子101には調光制御回路22から調光信号203が入力されることから、全点灯用抵抗切り替え素子24aが閉状態であれば、全点灯用可変抵抗素子23aに調光信号203が印加されることになる。
同様に、調光下限用可変抵抗素子23bは、調光下限用抵抗切り替え素子24bを介して、スイッチング回路11の入力端子101に接続されている。そして、調光下限用抵抗切り替え素子24bが開状態であれば、切断されることになる。スイッチング回路の11の入力端子101には調光制御回路22から調光信号203が入力されることから、調光下限用抵抗切り替え素子24bが閉状態であれば、調光下限用可変抵抗素子23bに調光信号203が印加されることになる。
全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bのいずれかとスイッチング回路11の入力端子101との接続により、調光信号203のレベルは、調光制御回路22自身が生成したものと、入力端子101に実際に入力されるものとで異なるものとなる。調光信号用抵抗素子27と、全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bのいずれかとの間において、調光制御回路22が生成した調光信号203が、抵抗分割されることになるからである。
全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bは、それぞれ、自身の抵抗値を調節可能な可変抵抗である。照明装置1は、全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bの各々の抵抗値を調節し、スイッチング回路11の入力端子101に実際に入力される調光信号203のレベルを調節する。この調光信号203のレベル調節は、上述したような、調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節するものである。
なお、全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bは一度限り、抵抗値を可変可能であればよく、調節後は抵抗値が固定されても構わない。もちろん、可変抵抗に代えて、抵抗値が固定で、且つ、それら抵抗値が異なる複数の抵抗素子を予め備えておいてもよい。抵抗値の調節に代えて、抵抗素子自体を入れ替えることによっても、上記の調節を行なうことは可能である。
全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bの具体的な効果については、後述する。
(全点灯用抵抗切り替え素子24aおよび調光下限用抵抗切り替え素子24b)
全点灯用抵抗切り替え素子24aおよび調光下限用抵抗切り替え素子24bは、例えば、公知のスイッチング素子を用いることができる。
全点灯用抵抗切り替え素子24aおよび調光下限用抵抗切り替え素子24bは、例えば、公知のスイッチング素子を用いることができる。
(力率改善回路25および入力端子28)
入力端子(IN)28には、力率改善回路25が設けられている。力率改善回路25は、入力端子28に入力される入力電圧を、安定的にLED26の一方の端子に印加する。
入力端子(IN)28には、力率改善回路25が設けられている。力率改善回路25は、入力端子28に入力される入力電圧を、安定的にLED26の一方の端子に印加する。
(LED26)
LED26は、種々の色(波長)のLEDが使用可能である。ただし、照明目的のためには、白色LEDが人間の目には自然であるので好ましい。
LED26は、種々の色(波長)のLEDが使用可能である。ただし、照明目的のためには、白色LEDが人間の目には自然であるので好ましい。
白色LEDとしては、種々の構造のものが使用できる。例えば、蛍光を発する蛍光材を青色や紫外光等のLEDで励起するタイプが使用可能である。また、赤(R)、緑(G)、および、青(B)の3つのLEDを点光源と見なせるほど隣接させ、配置してもよい。あるいは、赤、緑、および、青の3つのLEDを縦に積層し、配置してもよい。
(全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bの効果)
図1〜図3を用いて、全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bの効果について説明する。
図1〜図3を用いて、全点灯用可変抵抗素子23aおよび調光下限用可変抵抗素子23bの効果について説明する。
図2および図3は、スイッチング回路11である、スイッチング回路A、スイッチング回路Xおよびスイッチング回路Yの各々に関する、入力端子101に入力される電圧(以下、「端子電圧」と記す場合もある)と、出力電流103(または出力電流104)との関係(以下、「端子電圧‐出力電流特性」と記す場合もある)を示すグラフ図である。
特に、図2は、LED26を全点灯状態とする場合における、全点灯用可変抵抗素子23aの効果を説明するためのものであり、図3は、LED26を調光下限とする場合における、調光下限用可変抵抗素子23bの効果を説明するためのものである。
なお、以下では、スイッチング回路Aがバックコンバータ10の設計仕様どおりの端子電圧‐出力電流特性を実現するもの(すなわち、理想のスイッチング回路)とし、スイッチング回路Xおよびスイッチング回路Yは、それぞれの端子電圧‐出力電流特性がスイッチング回路Aのものからずれたもの(すなわち、実際のスイッチング回路)であるとする。
また、バックコンバータ10においては、スイッチング回路A、スイッチング回路Xおよびスイッチング回路Yの各々の端子電圧‐出力電流特性の線形領域を用いて、LED26の調光が行われる。ここで、線形領域とは、端子電圧の電圧値が増加するに従い、出力電流の電流値も増加する領域のことである。一方、端子電圧の電圧値が増加しても、出力電流の電流値が一定である、言い換えれば、出力電流の電流値が飽和している領域を飽和領域と呼ぶ場合がある。
先ず、図2に示すように、スイッチング回路Xおよびスイッチング回路Yの各端子電圧‐出力電流特性は、スイッチング回路Aのものからずれている。スイッチング回路Aにおいては、LED26の全点灯状態の場合、出力電流はIAであり、端子電圧はVAである。すなわち、設計仕様どおりであれば、LED26の全点灯状態の場合、調光制御回路22が生成し、スイッチング回路11の入力端子101に入力される端子電圧のレベル(電圧値)は、VAとなる。
これに対し、例えば、スイッチング回路Xにおいて、出力電流をIAとする場合、端子電圧のレベルはVXにする必要がある。そこで、照明装置1の製造工程において、全点灯用可変抵抗素子23aの抵抗値を調節し、調光信号用抵抗素子27と、全点灯用可変抵抗素子23aとの間における抵抗分割により、出力電流がIAとなる端子電圧をVXからVAに予め調節しておけばよい。
そうすることにより、LED26の全点灯状態の場合に、調光制御回路22が、スイッチング回路11の入力端子101に入力される端子電圧のレベルをVAとすべく、調光信号203を生成しても、実際には、スイッチング回路Xであるスイッチング回路11の入力端子101には、そのレベルがVAである端子電圧が印加されることになる。それゆえ、出力電流はIAとなる。
同様に、スイッチング回路Yにおいて、出力電流をIAとする場合、端子電圧のレベルはVYにする必要がある。この場合でも、照明装置1の製造工程において、全点灯用可変抵抗素子23aの抵抗値を調節し、調光信号用抵抗素子27と、全点灯用可変抵抗素子23aとの間における抵抗分割により、出力電流がIAとなる端子電圧をVYからVAに予め調節しておけばよい。
次に、図3に示すように、スイッチング回路Aにおいては、LED26の調光下限の場合、出力電流はIaであり、端子電圧はVaである。すなわち、設計仕様どおりであれば、LED26の調光下限の場合、調光制御回路22が生成し、スイッチング回路11の入力端子101に入力される端子電圧のレベル(電圧値)は、Vaとなる。
これに対し、例えば、スイッチング回路Xにおいて、出力電流をIaとする場合、端子電圧のレベルはVxにする必要がある。そこで、照明装置1の製造工程において、調光下限用可変抵抗素子23bの抵抗値を調節し、調光信号用抵抗素子27と、調光下限用可変抵抗素子23bとの間における抵抗分割により、出力電流がIaとなる端子電圧をVxからVaに予め調節しておけばよい。
そうすることにより、LED26の調光下限の場合に、調光制御回路22が、スイッチング回路11の入力端子101に入力される端子電圧のレベルをVaとすべく、調光信号203を生成しても、実際には、スイッチング回路Xであるスイッチング回路11の入力端子101には、そのレベルがVaである端子電圧が印加されることになる。それゆえ、出力電流はIaとなる。
同様に、スイッチング回路Yにおいて、出力電流をIaとする場合、端子電圧のレベルはVyにする必要がある。この場合でも、照明装置1の製造工程において、調光下限用可変抵抗素子23bの抵抗値を調節し、調光信号用抵抗素子27と、調光下限用可変抵抗素子23bとの間における抵抗分割により、出力電流がIaとなる端子電圧をVyからVaに予め調節しておけばよい。
(照明装置1の効果)
以上説明したように、照明装置1によれば、DC調光方式を利用した場合でも、全点灯状態および調光下限のいずれにおいてもバックコンバータ10の調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節することができる。それゆえ、全点灯状態と調光下限のいずれにおいても安定して点灯させることができるという効果を奏する。
以上説明したように、照明装置1によれば、DC調光方式を利用した場合でも、全点灯状態および調光下限のいずれにおいてもバックコンバータ10の調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節することができる。それゆえ、全点灯状態と調光下限のいずれにおいても安定して点灯させることができるという効果を奏する。
さらに、複数の照明装置1を利用し、照明を行なった場合でも、上記と同様、各照明装置1の全点灯状態および調光下限のいずれにおいてもバックコンバータ10の調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節すればよい。そうすることにより、各照明装置1の明るさは、調光信号が同一レベルであれば同一となり、それゆえ、複数の照明装置1間の全点灯状態および調光下限での明るさの差(ばらつき)を低減することができるという効果も奏することができる。
〔実施の形態2〕
次に、本発明の実施の形態2について説明する。以下、本発明の実施形態1と同様の部分については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。以下、本発明の実施形態1と同様の部分については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4は、本発明の実施の形態2における照明装置の概略構成を示すブロック回路図である。また、図5は、スイッチング回路11である、スイッチング回路A、スイッチング回路Xおよびスイッチング回路Yの各々に関する、入力端子101に入力される電圧(端子電圧)と、出力電流103(または出力電流104)との関係(端子電圧‐出力電流特性)を示すグラフ図である。
図4に示すように、本発明の実施形態2の照明装置2と上記の実施形態1の照明装置1とで異なる点は、図4中のGで示すように、調光状態1用可変抵抗素子23cおよび調光状態1用抵抗切り替え素子24cをさらに備えた点である。これにより、全点灯状態および調光下限に加え、調光状態1(例えば、LED26の明るさの50%を実現する状態)においても、バックコンバータ10の調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節することができる。すなわち、LED26の調光をより精度よく行なうことが可能となる。
図5に示すように、LED26の調光状態1においても、スイッチング回路Xおよびスイッチング回路Yの端子電圧は、スイッチング回路Aのものからずれている。
そこで、調光状態1用可変抵抗素子23cの抵抗値を調節し、調光信号用抵抗素子27と、調光状態1用可変抵抗素子23cとの間における抵抗分割により、端子電圧を予め調節しておけばよい。
調光状態1用可変抵抗素子23cおよび調光状態1用抵抗切り替え素子24cの構成および効果は、調光下限用可変抵抗素子23bおよび調光下限用抵抗切り替え素子24bと同一であり、ここでは説明を繰り返さない。
〔その他の実施の形態〕
図6に示すように、複数の調光状態(調光状態1、調光状態2および調光状態3)においても、バックコンバータ10の調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節すればよい。この場合、LED26の調光をより一層精度よく行なうことが可能となる。
図6に示すように、複数の調光状態(調光状態1、調光状態2および調光状態3)においても、バックコンバータ10の調光信号レベル‐出力電流値間の変動を調節すればよい。この場合、LED26の調光をより一層精度よく行なうことが可能となる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1、2 照明装置
10 バックコンバータ
11 スイッチング回路
12 FET
21 電源回路
22 調光制御回路
23a 全点灯用可変抵抗素子
23b 調光下限用可変抵抗素子
24a 全点灯用抵抗切り替え素子
24b 調光下限用抵抗切り替え素子
26 LED
10 バックコンバータ
11 スイッチング回路
12 FET
21 電源回路
22 調光制御回路
23a 全点灯用可変抵抗素子
23b 調光下限用可変抵抗素子
24a 全点灯用抵抗切り替え素子
24b 調光下限用抵抗切り替え素子
26 LED
Claims (5)
- 発光素子と、
上記発光素子を駆動する電流を生成する電流生成部と、
上記発光素子を調光すべく、上記電流生成部に出力する調光信号のレベルを制御することにより、上記電流生成部により生成される電流を制御する調光制御部と、
上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが高レベル側のとき、上記電流生成部の、上記調光信号が入力される入力端子に接続される高レベル用抵抗素子と、
上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが低レベル側のとき、上記入力端子に接続される低レベル用抵抗素子と
を備えることを特徴とする照明装置。 - 上記電流生成部は、上記調光信号のレベルの高低に応じて、上記発光素子を駆動する電流を増減させるものであり、
上記調光信号が低レベル側のとき、上記発光素子は調光下限となることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 上記調光信号が高レベル側のとき、上記発光素子は全点灯状態となることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
- 上記低レベル用抵抗素子と上記入力端子との間に配置され、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続、または、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断する低レベル用切り替え素子と、
上記高レベル用抵抗素子と上記入力端子との間に配置され、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続、または、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断する高レベル用切り替え素子と
をさらに備え、
上記調光制御部は、
上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが低レベル側のとき、上記低レベル用切り替え素子および上記高レベル用切り替え素子を用いて、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続し、且つ、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断すると共に、
上記電流生成部に入力される調光信号のレベルが高レベル側のとき、上記低レベル用切り替え素子および上記高レベル用切り替え素子を用いて、上記高レベル用抵抗素子を上記入力端子に接続し、且つ、上記低レベル用抵抗素子を上記入力端子と切断することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。 - 上記低レベル用抵抗素子および上記高レベル用抵抗素子の少なくとも一方は、自身の抵抗値を変更可能な可変抵抗素子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明装置。
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2011
- 2011-12-13 JP JP2011272789A patent/JP2013125616A/ja active Pending
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