JP2017010686A - 点灯装置、及びこれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】フェードイン点灯における光源の調光範囲を広げることを可能とする点灯装置、及びこれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】点灯装置１は、スイッチング電源回路４と、制御部５２とを備える。スイッチング電源回路４は、スイッチング素子Ｑ１、及び出力段に設けられる平滑用のコンデンサＣ１を有し、光源６に電力を供給し、出力が可変となるように構成されている。制御部５２は、スイッチング電源回路４に電源が供給されるとスイッチング電源回路４の出力の目標値を下限値から徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始し、光源６が点灯を開始する前に第１のスイープ動作を完了する。また、制御部５２は、第１のスイープ動作が完了するとスイッチング電源回路４の出力の目標値を下限値から徐々に増加させる第２のスイープ動作を開始する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般には点灯装置、及びこれを用いた照明器具、より詳細には固体発光素子を点灯させる点灯装置、及びこれを用いた照明器具に関する。

従来、発光ダイオード（固体発光素子）を有するＬＥＤ負荷（光源）を調光点灯させるＬＥＤ点灯装置（点灯装置）が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、スイッチング電源回路を用いて光源に流れる電流が一定となるように定電流制御しており、スイッチング電源回路の出力を増減することで光源を調光制御している。

特開２０１４−２３２６０４号公報

光源の光出力を徐々に増加させるフェードイン点灯を行う場合、光源に供給される電流を徐々に増加させるスイープ動作が行われる。特許文献１のスイッチング電源回路は、降圧チョッパ回路で構成されており、光源に並列接続される平滑コンデンサを備えている。したがって、電源投入後は、平滑コンデンサを充電する必要があり、平滑コンデンサの両端電圧が光源の順方向電圧を上回るまでは光源が点灯しない。そのため、電源投入後においてフェードイン点灯させるためにスイープ動作を行った場合、スイープ動作が開始してから所定期間は、平滑コンデンサの充電に電力が割り当てられるため光源が点灯しない。そして、スイープ動作が開始してから所定期間が経過した後に、光源の点灯が開始される。したがって、光源の点灯が開始した時点でスイッチング電源回路の出力がある程度増加した状態となるので、フェードイン点灯における光源の調光範囲が狭くなる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、フェードイン点灯における光源の調光範囲を広げることを可能とする点灯装置、及びこれを用いた照明器具を提供することにある。

本発明の点灯装置は、スイッチング素子、及び出力段に設けられる平滑用のコンデンサを有し、前記スイッチング素子が駆動されることで固体発光素子を有する光源に電力を供給しており、出力が可変となるように構成されるスイッチング電源回路と、前記スイッチング電源回路の出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記スイッチング電源回路に電源が供給されると前記スイッチング電源回路の出力の目標値を下限値から徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始し、前記光源が点灯を開始する前に前記第１のスイープ動作を完了し、前記第１のスイープ動作が完了すると前記スイッチング電源回路の出力の目標値を前記下限値から徐々に増加させる第２のスイープ動作を開始することを特徴とする。

本発明の照明器具は、上記の点灯装置と、前記スイッチング電源回路から電力が供給される前記光源と、少なくとも前記光源を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。

本発明では、フェードイン点灯における光源の調光範囲を広げることを可能とするという効果がある。

実施形態１の点灯装置における概略回路構成図である。 実施形態１の点灯装置におけるバースト調光の動作波形図である。 実施形態１の点灯装置におけるフェードイン点灯の動作波形図である。 実施形態１の点灯装置の変形例における概略回路構成図である。 実施形態１の点灯装置の変形例におけるＤＣ調光の動作波形図である。 実施形態１の点灯装置の変形例における調光信号のオンデューティ比と光源の光出力との関係を示すグラフである。 実施形態１の点灯装置の変形例におけるフェードイン点灯の動作波形図である。 実施形態２の点灯装置における概略回路構成図である。 実施形態２の点灯装置におけるフェードイン点灯の動作波形図である。 実施形態３の照明器具における概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
本実施形態の点灯装置１の概略回路構成図を図１に示す。本実施形態の点灯装置１は、整流回路２、変換回路３、スイッチング電源回路４、及び制御ブロック５を備え、発光ダイオード６１（ＬＥＤ:Light Emitting Diode）を有する光源６のフェードイン点灯を可能とする点灯装置１である。

整流回路２は、例えばダイオードブリッジ回路で構成されており、商用の交流電源７から供給される交流電圧を全波整流して変換回路３に出力する。

変換回路３は、例えば昇圧チョッパ回路（力率改善回路）で構成されており、整流回路２の出力電圧から直流電圧Ｖｄｃを生成し、スイッチング電源回路４に出力する。

スイッチング電源回路４は、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ１、及びコンデンサＣ１を備える降圧チョッパ回路で構成されている。スイッチング素子Ｑ１は、エンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で構成されている。インダクタＬ１は、チョークコイル４１の一次巻線で構成されている。コンデンサＣ１は、電解コンデンサで構成された平滑コンデンサである。そして、コンデンサＣ１、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、電流検出用の抵抗Ｒ１の順に直列接続された直列回路が、変換回路３の出力端間に電気的に接続されている。ダイオードＤ１は、コンデンサＣ１とインダクタＬ１との直列回路に並列接続されており、アノードがインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１との接続点に電気的に接続され、カソードがコンデンサＣ１の正極に電気的に接続されている。そして、コンデンサＣ１の両端がスイッチング電源回路４の出力端を構成しており、コンデンサＣ１に光源６が並列接続されている。言い換えれば、スイッチング電源回路４の出力段に平滑用のコンデンサＣ１が設けられており、コンデンサＣ１の両端電圧が光源６に印加される。

また、スイッチング素子Ｑ１は、ゲートに駆動信号が入力されることで駆動される。なお「スイッチング素子Ｑ１の駆動」とは、駆動信号に同期してスイッチング素子Ｑ１がオンとオフとを交互に繰り返すことを示す。スイッチング素子Ｑ１がオン状態である場合、光源６→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ１の経路で電流が流れる。このときインダクタＬ１（チョークコイル４１）にエネルギーが蓄積される。そして、スイッチング素子Ｑ１がターンオフするとインダクタＬ１に逆起電力が発生し、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーが放出され、インダクタＬ１を電源としてダイオードＤ１→光源６の経路で電流が流れる。スイッチング素子Ｑ１が上記のように駆動することによって、コンデンサＣ１の両端間に直流電圧Ｖｄｃを降圧した直流の出力電圧Ｖｏが生成され、この出力電圧Ｖｏが光源６に印加されることで光源６が点灯する。

光源６は、固体発光素子として発光ダイオード６１を採用しており、複数個の発光ダイオード６１の直列回路で構成されている。なお、光源６は、複数個の発光ダイオード６１の直列回路を並列接続した構成であってもよい。また、光源６は、固体発光素子として有機ＥＬ素子（EL:Electro Luminescence）、あるいは半導体レーザ素子などを採用した構成であってもよい。

制御ブロック５は、駆動部５１、制御部５２、電流検出部５３、出力電圧検出部５４、及び電源電圧検出部５５を備える。

駆動部５１は、方形パルス波からなる駆動信号をスイッチング素子Ｑ１に出力することでスイッチング素子Ｑ１を駆動する駆動回路である。駆動部５１は、電流検出部５３の検出結果に基づいて駆動信号を生成する。

電流検出部５３は、第１電流検出部５３１と第２電流検出部５３２とを備え、インダクタＬ１に流れる電流（以降、インダクタ電流ＩＬという）を検出する。第１電流検出部５３１は、スイッチング素子Ｑ１のソースと変換回路３の負極（変換回路３の出力端の低電位側）との間に接続された抵抗Ｒ１で構成されている。第１電流検出部５３１は、抵抗Ｒ１の両端電圧を、スイッチング素子Ｑ１のオン状態におけるインダクタ電流ＩＬの検出結果として駆動部５１に出力する。第２電流検出部５３２は、チョークコイル４１の二次巻線であるインダクタＬ２及び抵抗Ｒ２で構成されている。インダクタＬ２は、一端が変換回路３の負極に接続され、他端が抵抗Ｒ２を介して駆動部５１に接続されている。インダクタＬ２には、インダクタＬ１に電流が流れることによって誘起電圧が発生し、誘起電圧の極性はスイッチング素子Ｑ１のオン状態とオフ状態とで互いに異なる。第２電流検出部５３２は、スイッチング素子Ｑ１のオフ時に生じるインダクタＬ２の誘起電圧を、スイッチング素子Ｑ１のオフ時におけるインダクタ電流ＩＬの検出結果として駆動部５１に出力する。

そして、駆動部５１は、第１電流検出部５３１及び第２電流検出部５３２それぞれの検出結果に基づいて、駆動信号のレベルを切り替える。具体的には、駆動部５１は、スイッチング素子Ｑ１がオン状態である場合、図２に示すように、インダクタ電流ＩＬが電流閾値Ｉｔｈに達すると駆動信号をハイレベルからローレベルに切り替えてスイッチング素子Ｑ１をターンオフする。また、駆動部５１は、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態である場合、インダクタ電流ＩＬがゼロまで低減すると駆動信号をローレベルからハイレベルに切り替えてスイッチング素子Ｑ１をターンオンする。すなわち、駆動部５１は、インダクタ電流ＩＬが電流閾値Ｉｔｈに達するとスイッチング素子Ｑ１をターンオフし、インダクタ電流ＩＬがゼロまで低減するとスイッチング素子Ｑ１をターンオンするゼロクロススイッチングを実行する。

駆動部５１がスイッチング素子Ｑ１を上記のように駆動することによって、インダクタ電流ＩＬの波形は、ピーク値がほぼ一定の三角波となる。また、コンデンサＣ１によってインダクタ電流ＩＬが平滑され、スイッチング電源回路４から光源６に供給される出力電流Ｉｏは、インダクタ電流ＩＬのピーク値のほぼ１／２の電流（三角波の平均値）となる。したがって、インダクタ電流ＩＬのピーク値を一定に制御することにより光源６に供給される電流（出力電流Ｉｏ）の定電流制御が実現される。なお、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数は、一般的に５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度に設定される。

制御部５２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成されており、駆動部５１を制御することでスイッチング電源回路４の出力を制御する。以下に、制御部５２について詳細に説明する。

制御部５２は、電源電圧検出部５５の検出結果に基づいて、駆動部５１からスイッチング素子Ｑ１への駆動信号の出力を許可する駆動許可信号を駆動部５１に送信する。電源電圧検出部５５は、整流回路２の出力電圧を検出し、検出結果を制御部５２に出力する。制御部５２は、電源電圧検出部５５の結果（整流回路２の出力電圧）と所定の閾値とを比較することで、スイッチング電源回路４への電源供給の有無を判断する。制御部５２は、例えば交流電源７と点灯装置１との間の配線経路に設けられたスイッチがオンされ、交流電源７から点灯装置１（スイッチング電源回路４）への電源供給が開始されたと判断すると、駆動許可信号を駆動部５１に送信する。駆動部５１は、駆動許可信号を受信することでスイッチング素子Ｑ１に駆動信号を出力可能な状態となる。

さらに、制御部５２と駆動部５１とで光源６のバースト調光を実現している。具体的には、制御部５２は、スイッチング電源回路４の出力の目標値を示す調光信号を駆動部５１に出力する。調光信号は、周波数が数百Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度の低周波のＰＷＭ信号（PWM:Pulse Width Modulation）で構成されており、所定期間に対するスイッチング素子Ｑ１を駆動する期間の割合を示している。駆動部５１は、図２に示すように、調光信号のオン期間（ハイレベル期間）においてスイッチング素子Ｑ１を駆動し、調光信号のオフ期間（ローレベル期間）においてスイッチング素子Ｑ１の駆動を停止する。つまり、調光信号のデューティ比（周期Ｔ１に対するオン期間Ｔｏｎの割合）が大きいほど、スイッチング素子Ｑ１が駆動する時間が長くなるので、光源６に供給される電流が増加し光源６の光出力が大きくなる。一方、調光信号のデューティ比が小さいほど、スイッチング素子Ｑ１が駆動する時間が短くなるので、光源６に供給される電流が低減し光源６の光出力が小さくなる。

このように、調光信号は、光源６の光出力の目標レベル、言い換えればスイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏの目標値に１対１に対応している。制御部５２は、調光信号のデューティ比を変動させることで、スイッチング電源回路４の出力を変動させ、光源６を調光制御するように構成されている。したがって、調光信号のデューティ比の下限値（本実施形態では０％）が、スイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏの目標値の下限値に１対１に対応する。

なお、光源６に供給される電流（出力電流Ｉｏ）は、調光信号の周波数で増減を繰り返すことになるが、光源６に並列接続されたコンデンサＣ１によって平滑化されるので、出力電流Ｉｏのリップルが抑制される。これにより、光源６の照射範囲をビデオカメラで撮影した際において、映像にフリッカ（縞模様）が生じることが抑制される。さらに、コンデンサＣ１による出力電流Ｉｏの平滑によって、輻射ノイズが抑制され他機器の誤動作の誘発が抑制される。なお、コンデンサＣ１の容量は、光源６の順方向電圧（複数個の発光ダイオード６１それぞれの順方向電圧の総和）、及び光源６の順方向電流にも依存するが、上記の調光制御（バースト調光）を行う場合、数十μＦ〜数百μＦであることが望ましい。

また、本実施形態の制御部５２は、光源６をフェードイン点灯するために第１のスイープ動作及び第２のスイープ動作を行う。なお、「光源６のフェードイン点灯」とは、光源６の光出力を目標レベルまで徐々に増加させる調光制御、つまり光源６を徐々に明るくする調光制御である。以下に、第１のスイープ動作、及び第２のスイープ動作について詳細に説明する。

制御部５２は、スイッチング電源回路４への電源供給が開始された際に、スイッチング電源回路４の出力の目標値を下限値から一定の傾きで徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始する。具体的には、制御部５２は、第１のスイープ動作において、調光信号のデューティ比を下限値（本実施形態では０％）から徐々に増加させることで、スイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏの目標値を下限値から徐々に増加させる。そして、制御部５２は、コンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）を検出する出力電圧検出部５４の検出結果に基づいて、第１のスイープ動作を完了する。

出力電圧検出部５４は、第１電圧検出部５４１、第２電圧検出部５４２、及び演算部５４３を備える。第１電圧検出部５４１は、変換回路３の出力端の低電位側（負極）の電位を基準とした変換回路３の出力端の高電位側（正極）の電位、つまり変換回路３が出力する直流電圧Ｖｄｃを検出する。第２電圧検出部５４２は、変換回路３の出力端の低電位側（負極）の電位を基準としたコンデンサＣ１の負極と光源６との接続点の電位、つまり直流電圧Ｖｄｃと出力電圧Ｖｏとの差分電圧（直流電圧Ｖｄｃ−出力電圧Ｖｏ）を検出する。そして、演算部５４３は、第１電圧検出部５４１の検出結果（直流電圧Ｖｄｃ）から第２電圧検出部５４２の検出結果（直流電圧Ｖｄｃ−出力電圧Ｖｏ）を減算することで出力電圧Ｖｏを等価的に算出し、制御部５２に出力する。なお、演算部５４３は、制御部５２に内蔵された構成であってもよい。

制御部５２は、出力電圧検出部５４が検出したコンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）が、所定の電圧閾値Ｖｔｈに達すると第１のスイープ動作を完了させる。電圧閾値Ｖｔｈは、光源６の点灯開始電圧Ｖｆよりも低い電圧値に設定されている。「光源６の点灯開始電圧Ｖｆ」とは、光源６を構成する発光ダイオード６１の順方向電圧と、発光ダイオード６１の個数との乗算値であり、光源６に電流が流れ始め点灯を開始する電圧値を示す。

このように、制御部５２は、スイッチング電源回路４に電源が供給されると、調光信号のデューティ比を下限値（０％）から徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始し、出力電圧Ｖｏが電圧閾値Ｖｔｈに達すると第１のスイープ動作を完了する。つまり、制御部５２は、スイッチング電源回路４に電源が供給されるとスイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏの目標値を下限値から徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始し、光源６が点灯を開始する前に第１のスイープ動作を完了する。なお、電圧閾値Ｖｔｈは、光源６の点灯開始電圧Ｖｆとの差が小さいこと好ましい。

そして、制御部５２は、第１のスイープ動作が完了すると、第２のスイープ動作を開始する。具体的には、制御部５２は、第２のスイープ動作において、調光信号のデューティ比を下限値（本実施形態では０％）から終了値まで一定の傾きで徐々に増加させることで、スイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏの目標値を下限値から徐々に増加させる。制御部５２は、例えば調光器などから入力される調光レベル指示信号が示す光源６の目標調光レベルに基づいて、デューティ比の終了値を決定する。調光レベル指示信号は、例えば周波数が数百Ｈｚ〜数ｋＨｚのＰＷＭ信号で構成され、デューティ比が小さいほど高い目標調光レベルを示し、デューティ比が大きいほど低い目標調光レベルを示す。制御部５２は、調光レベル指示信号のデューティ比に基づいて、駆動部５１に出力する調光信号のデューティ比の終了値を決定する。なお、本実施形態では、調光レベル指示信号が示す目標調光レベルは１００％（いわゆる全点灯）であり、調光信号のデューティ比の終了値は１００％であるとする。したがって、制御部５２は、第２のスイープ動作において、調光信号のデューティ比を下限値（０％）から終了値（１００％）まで一定の傾きで徐々に増加させる。なお、制御部５２は、第２のスイープ動作において調光信号のデューティ比が終了値（１００％）に達し第２のスイープ動作が完了すると、調光信号のデューティ比を終了値（１００％）に維持する。

次に、光源６の点灯を開始する際における制御部５２の動作について図３を用いて説明する。なお、図３において、第１のスイープ動作の動作期間をＴｓ１、第２のスイープ動作の動作期間をＴｓ２と示す。

時間ｔ１において、スイッチング電源回路４への電源供給が開始され、制御部５２は、駆動部５１に対して駆動許可信号を出力し、第１のスイープ動作を開始する。なお、スイッチング電源回路４への前回の電源供給が停止されてから所定の期間が経過しており、時間ｔ１における出力電圧（コンデンサＣ１の両端電圧）はゼロである。

第１のスイープ動作によって調光信号のデューティ比が下限値（０％）から徐々に増加することでコンデンサＣ１の充電が開始される。そして、コンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）は、光源６の点灯開始電圧Ｖｆよりも低い電圧閾値Ｖｔｈに達するまで徐々に増加する。すなわち、第１のスイープ動作の動作期間Ｔｓ１は、コンデンサＣ１の充電期間であり、出力電圧Ｖｏが点灯開始電圧Ｖｆよりも低い範囲で変動するので、光源６に供給されるスイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏはゼロであり、光源６は点灯しない。

そして、時間ｔ２において、出力電圧Ｖｏが電圧閾値Ｖｔｈに達して第１のスイープ動作が完了し、第２のスイープ動作が開始する。第２のスイープ動作によって、調光信号のデューティ比が再び下限値（０％）に設定（リセット）され下限値から徐々に増加し、出力電圧Ｖｏが電圧閾値Ｖｔｈを初期値として増加する。そして、時間ｔ３において、出力電圧Ｖｏが点灯開始電圧Ｖｆに達し、光源６が点灯を開始する。光源６の点灯開始後は、調光信号のデューティ比の増加に伴ってスイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏが増加し、光源６の光出力が増加する。そして、時間ｔ４において、調光信号のデューティ比が終了値（１００％）に達して第２のスイープ動作が完了し、時間ｔ４以降は調光信号のデューティ比が終了値（１００％）に維持される。

このように、本実施形態の点灯装置１は、光源６の点灯を開始する際において第１のスイープ動作と第２のスイープ動作とを連続して行うことで光源６のフェードイン点灯を実現している。第１のスイープ動作によって、コンデンサＣ１の両端電圧（スイッチング電源回路４の出力電圧Ｖｏ）が、光源６の点灯開始電圧Ｖｆよりも低い電圧閾値Ｖｔｈに達するまでコンデンサＣ１が充電される。すなわち、第１のスイープ動作によって、光源６が点灯を開始しない範囲でコンデンサＣ１が充電される。これにより、第１のスイープ動作の完了後に開始される第２のスイープ動作において、コンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）が光源６の点灯開始電圧Ｖｆに達するまでの期間（時間ｔ２から時間ｔ３までの期間）が短縮される。第２のスイープ動作が開始してから短い期間で光源６の点灯が開始するので、光源６の点灯開始時における調光信号のデューティ比が比較的低く、光源６に供給される出力電流Ｉｏが比較的小さくなる、言い換えれば光源６の光出力が比較的小さい。したがって、光源６が点灯を開始してから、調光信号のデューティ比が終了値に達するまでの期間（時間ｔ３から時間ｔ４までの期間）における調光信号のデューティ比の変動幅が従来よりも広くなる。つまり、フェードイン点灯における光源６の調光範囲を広げることが可能となる。また、光源６が、光出力が小さい状態から点灯を開始するので、フェードイン点灯するときの見栄えが向上する。

上述したように、本実施形態の点灯装置１は、スイッチング電源回路４と、制御部５２とを備える。スイッチング電源回路４は、スイッチング素子Ｑ１、及び出力段に設けられる平滑用のコンデンサＣ１を有する。スイッチング電源回路４は、スイッチング素子Ｑ１が駆動されることで固体発光素子（発光ダイオード６１）を有する光源６に電力を供給し、出力が可変となるように構成されている。制御部５２は、スイッチング電源回路４の出力を制御する。また、制御部５２は、スイッチング電源回路４に電源が供給されるとスイッチング電源回路４の出力の目標値を下限値から徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始し、光源６が点灯を開始する前に第１のスイープ動作を完了する。また、制御部５２は、第１のスイープ動作が完了するとスイッチング電源回路４の出力の目標値を下限値から徐々に増加させる第２のスイープ動作を開始する。

上記構成により、本実施形態の点灯回路は、第２のスイープ動作が開始してから短い期間で光源６が点灯を開始するので、フェードイン点灯における光源６の調光範囲を広げることが可能となる。

また、本実施形態の点灯装置１は、コンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）を検出する出力電圧検出部５４（電圧検出部）をさらに備える。制御部５２は、出力電圧検出部５４により検出されたコンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）が、光源６が点灯を開始する点灯開始電圧Ｖｆよりも低い電圧閾値Ｖｔｈに達すると第１のスイープ動作を完了し、第２のスイープ動作を開始する。

上記構成により、制御部５２は、光源６が点灯を開始するタイミングを容易に把握することができるので、第２のスイープ動作の開始時におけるコンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）と、光源６の点灯開始電圧Ｖｆとの差を容易に小さくすることができる。これにより、第２のスイープ動作が開始してから光源６が点灯を開始するまでの期間をより短くすることが可能となり、フェードイン点灯における光源６の調光範囲をより広げることが可能となる。

また、本実施形態の制御部５２は、第１のスイープ動作と第２のスイープ動作とで、調光信号のデューティ比の変化率（単位時間あたりのデューティ比の変化量）が同じとなるように構成されている。これにより、制御部５２は、第１のスイープ動作と第２のスイープ動作とで、調光信号のデューティ比を変化させる処理を共通化することができるので、構成を簡略化することが可能となる。本実施形態では、調光信号のデューティ比の変化率は、第２のスイープ動作の動作期間Ｔｓ２（例えば１〜３秒間程度）において調光信号のデューティ比が下限値（０％）から終了値（１００％）まで一定の傾きで増加する値に設定されている。なお、調光信号のデューティ比の変化率は、一定の傾きに限らず、例えば段階的、あるいは指数関数的に増加するように設定されていてもよい。

また、本実施形態では、第１のスイープ動作の開始時における調光信号のデューティ比と、第２のスイープ動作の開始時における調光信号のデューティ比とで、共通の値である下限値（０％）に設定しているが、互いに異なる値であってもよい。

また、上述した各数値（調光信号のデューティ比の下限値及び終了値、目標調光レベル）は一例であり、上述した数値に限らず他の数値であってもよい。

次に、点灯装置１の変形例である点灯装置１Ａについて説明する。本変形例の点灯装置１Ａの回路構成図を図４に示す。上述した点灯装置１と本変形例の点灯装置１Ａとでは、光源６を調光制御する方法が異なる。上述した点灯装置１は、駆動部５１がＰＷＭ信号からなる調光信号に同期してスイッチング素子Ｑ１を駆動する期間を調整することでスイッチング電源回路４の出力を調整し、光源６を調光制御（バースト調光）する構成であった。本変形例の点灯装置１Ａは、駆動部５１Ａがスイッチング素子Ｑ１をターンオフする際にインダクタ電流ＩＬと比較する電流閾値Ｉｔｈを調整することで、スイッチング電源回路４の出力を変動させ光源６を調光制御するＤＣ調光を行う。

本変形例の点灯装置１Ａは、制御部５２Ａと駆動部５１Ａとの間に平滑回路５６が設けられている。平滑回路５６は、制御部５２Ａが出力するＰＷＭ信号からなる調光信号を平滑して直流信号（ＤＣ信号）からなる直流調光信号を生成し、駆動部５１Ａに出力する。したがって、制御部５２Ａが出力する調光信号のデューティ比が大きいほど、直流調光信号の電圧レベルが大きくなり、調光信号のデューティ比が小さいほど、直流調光信号の電圧レベルが小さくなる。

駆動部５１Ａは、直流調光信号の電圧レベルの大きさに応じて、スイッチング素子Ｑ１をターンオフする際にインダクタ電流ＩＬと比較する電流閾値Ｉｔｈの大きさを決定する。具体的には、図５に示すように、駆動部５１Ａは、直流調光信号の電圧レベルが低いほど電流閾値Ｉｔｈを大きい値に設定し、直流調光信号の電圧レベルが大きいほど電流閾値Ｉｔｈを小さい値に設定する。電流閾値Ｉｔｈが大きいほど、インダクタ電流ＩＬのピーク値が大きくなるので、光源６に供給される電流が大きくなり、電流閾値Ｉｔｈが小さいほど、インダクタ電流ＩＬのピーク値が小さくなるので、光源６に供給される電流が小さくなる。

したがって、本変形例では、制御部５２Ａが出力する調光信号のデューティ比が小さいほど、直流調光信号の電圧レベルが小さくなり電流閾値Ｉｔｈが大きくなるため、光源６に供給される電流が増加して光源６の光出力が大きくなる（図６参照）。一方、制御部５２Ａが出力する調光信号のデューティ比が大きいほど、直流調光信号の電圧レベルが大きくなり電流閾値Ｉｔｈが小さくなるため、光源６に供給される電流が低減して光源６の光出力が小さくなる。すなわち、本変形例では、制御部５２Ａが出力する調光信号のデューティ比の上限値（１００％）が、スイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏの目標値の下限値に１対１に対応する。

なお、駆動部５１Ａは、インダクタ電流ＩＬがゼロまで低減するとスイッチング素子Ｑ１をターンオンするゼロクロススイッチングを行う。したがって、調光信号のデューティ比が小さい（電流閾値Ｉｔｈが大きい）ほど、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数が低くなる。また、調光信号のデューティ比が大きい（電流閾値Ｉｔｈが小さい）ほど、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数が高くなる。

次に、光源６の点灯を開始する際における制御部５２Ａの動作について図７を用いて説明する。

時間ｔ１１において、スイッチング電源回路４への電源供給が開始され、制御部５２Ａは、駆動部５１に対して駆動許可信号を出力し、調光信号のデューティ比を上限値（１００％）から徐々に低減させる第１のスイープ動作を開始する。第１のスイープ動作によってコンデンサＣ１の充電が開始される。そして、コンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）は、光源６の点灯開始電圧Ｖｆよりも低い電圧閾値Ｖｔｈに達するまで徐々に増加する。

そして、時間ｔ１２において、出力電圧Ｖｏが電圧閾値Ｖｔｈに達して第１のスイープ動作が完了し、第２のスイープ動作が開始する。第２のスイープ動作によって、調光信号のデューティ比が再び上限値（１００％）に設定（リセット）され上限値から徐々に低減し、出力電圧Ｖｏが電圧閾値Ｖｔｈを初期値として増加する。そして、時間ｔ１３において、出力電圧Ｖｏが点灯開始電圧Ｖｆに達し、光源６が点灯を開始する。光源６の点灯開始後は、調光信号のデューティ比の低減に伴ってスイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏが増加し、光源６の光出力が増加する。そして、時間ｔ１４において、調光信号のデューティ比が終了値（０％）に達して第２のスイープ動作が完了し、時間ｔ１４以降は調光信号のデューティ比が終了値（０％）に維持される。

本変形例においても、第２のスイープ動作が開始してから短い期間で光源６が点灯を開始するので、フェードイン点灯における光源６の調光範囲を広げることが可能となる。
（実施形態２）
本実施形態の点灯装置１Ｂの回路構成図を図８に示す。本実施形態の点灯装置１Ｂは、実施形態１の点灯装置１（図１参照）に対して、出力電圧検出部５４の代わりにタイマ５７を備える点が異なる。なお、実施形態１の点灯装置１と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

タイマ５７は、制御部５２Ｂが第１のスイープ動作を開始してからの経過時間を計測するように構成されている。具体的には、タイマ５７は、制御部５２Ｂが駆動部５１に対して駆動許可信号を出力し第１のスイープ動作を開始すると計測を開始し、計測結果（経過時間）を制御部５２Ｂに出力する。なお、タイマ５７は、第１のスイープ動作が完了すると計測を終了して計測結果をリセットする。また、タイマ５７は、制御部５２Ｂに内蔵された構成であってもよい。

制御部５２Ｂは、第１のスイープ動作を開始後、タイマ５７が計測した経過時間が時間閾値Ｔｔｈに達すると第１のスイープ動作を完了し、第２のスイープ動作を開始する。「時間閾値Ｔｔｈ」とは、図９中の破線で示すように、第１のスイープ動作を継続した場合において、第１のスイープ動作が開始してから光源６が点灯を開始するまでの期間Ｔ１０（時間ｔ２１から時間ｔ２３までの期間）よりも短い時間である。すなわち、時間閾値Ｔｔｈは、コンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）が点灯開始電圧Ｖｆに達するまでに要する時間よりも短い時間である。この時間閾値Ｔｔｈは、コンデンサＣ１の容量、光源６の点灯開始電圧Ｖｆ、調光信号のデューティ比の変化率、直流電圧Ｖｄｃなどに基づいて、制御部５２Ｂに予め設定されている。

制御部５２Ｂは、第１のスイープ動作の開始後、タイマ５７が計測した経過時間と予め設定された時間閾値Ｔｔｈとを比較し、経過時間が時間閾値Ｔｔｈに達すると第１のスイープ動作を完了し、第２のスイープ動作を開始する。

次に、光源６の点灯を開始する際における制御部５２Ｂの動作について図９を用いて説明する。

時間ｔ２１において、スイッチング電源回路４への電源供給が開始され、制御部５２Ｂは、駆動部５１に対して駆動許可信号を出力し、調光信号のデューティ比を下限値（０％）から徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始する。また、時間ｔ２１において、タイマ５７は、計測を開始する。第１のスイープ動作によってコンデンサＣ１の充電が開始され、出力電圧Ｖｏ（コンデンサＣ１の両端電圧）が徐々に増加する。

そして、時間ｔ２２において、タイマ５７が計測した経過時間が時間閾値Ｔｔｈに達し、制御部５２Ｂは第１のスイープ動作を完了し、第２のスイープ動作を開始する。第２のスイープ動作によって、調光信号のデューティ比が再び下限値（０％）に設定（リセット）され下限値から徐々に増加し、出力電圧Ｖｏが電圧閾値Ｖｔｈを初期値として増加する。そして、時間ｔ２４において、出力電圧Ｖｏが点灯開始電圧Ｖｆに達し、光源６が点灯を開始する。光源６の点灯開始後は、調光信号のデューティ比の増加に伴ってスイッチング電源回路４の出力電流Ｉｏが増加し、光源６の光出力が増加する。そして、時間ｔ２５において、調光信号のデューティ比が終了値（０％）に達して第２のスイープ動作が完了し、時間ｔ２４以降は調光信号のデューティ比が終了値（０％）に維持される。

このように、本実施形態の点灯装置１Ｂは、第１のスイープ動作が開始してからの経過時間を計測するタイマ５７をさらに備える。制御部５２Ｂは、タイマ５７により計測された経過時間が時間閾値Ｔｔｈに達すると第１のスイープ動作を完了し、第２のスイープ動作を開始する。時間閾値Ｔｔｈは、第１のスイープ動作を継続した場合において、第１のスイープ動作が開始してから光源６が点灯を開始するまでの時間よりも短い時間である。

上記構成により、コンデンサＣ１の両端電圧（出力電圧Ｖｏ）を検出することなく、光源６が点灯を開始する前に第１のスイープ動作を完了し、第２のスイープ動作を開始することができる。これにより、点灯装置１Ｂの構成の簡略化が可能となる。また、第２のスイープ動作が開始してから短い期間で光源６の点灯が開始するので、フェードイン点灯における光源６の調光範囲を広げることが可能となる。
（実施形態３）
本実施形態の照明器具１０を図１０を用いて説明する。

本実施形態の照明器具１０は、図１０に示すように、天井８に埋込配設されるダウンライトであって、光源６を内蔵した器具本体１０１と、天井８の裏側（上側）に設置される点灯装置１Ｃとを備える。

器具本体１０１は、アルミダイカストなどの金属材料により下面が開口した有底円筒形状に形成され、内底面に光源６が取り付けられ、下面の開口が円板状のカバー１０２で閉塞される。なお、カバー１０２は、ガラスやポリカーボネートなどの透光性材料で形成されている。

本実施形態の点灯装置１Ｃは、実施形態１，２で説明した点灯装置１，１Ａ，１Ｂのいずれかが採用され、矩形箱状に形成された金属製のケースに収納されている。また、点灯装置１Ｃは、電源ケーブル１０３とコネクタ１０４を介して器具本体１０１の光源６と電気的に接続されている。

このように、本実施形態の照明器具１０は、点灯装置１Ｃと、点灯装置１Ｃのスイッチング電源回路４から電力が供給される光源６と、光源６を保持する器具本体１０１とを備える。上記構成により、本実施形態の照明器具１０は、第２のスイープ動作が開始してから短い期間で光源６の点灯が開始するので、フェードイン点灯における光源６の調光範囲を広げることが可能となる。

なお、上述した各実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の各実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 点灯装置
４ スイッチング電源回路
５２，５２Ａ，５２Ｂ 制御部
５４ 出力電圧検出部（電圧検出部）
５７ タイマ
６ 光源
６１ 発光ダイオード（固体発光素子）
１０ 照明器具
１０１ 器具本体
Ｑ１ スイッチング素子
Ｃ１ コンデンサ

Claims (4)

1. スイッチング素子、及び出力段に設けられる平滑用のコンデンサを有し、前記スイッチング素子が駆動されることで固体発光素子を有する光源に電力を供給し、出力が可変となるように構成されるスイッチング電源回路と、
   前記スイッチング電源回路の出力を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記スイッチング電源回路に電源が供給されると前記スイッチング電源回路の出力の目標値を下限値から徐々に増加させる第１のスイープ動作を開始し、前記光源が点灯を開始する前に前記第１のスイープ動作を完了し、前記第１のスイープ動作が完了すると前記スイッチング電源回路の出力の目標値を前記下限値から徐々に増加させる第２のスイープ動作を開始する
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記両端電圧が、前記光源が点灯を開始する点灯開始電圧よりも低い電圧閾値に達すると前記第１のスイープ動作を完了し、前記第２のスイープ動作を開始する
   ことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
3. 前記第１のスイープ動作が開始してからの経過時間を計測するタイマをさらに備え、
   前記制御部は、前記タイマにより計測された前記経過時間が時間閾値に達すると前記第１のスイープ動作を完了し、前記第２のスイープ動作を開始し、
   前記時間閾値は、前記制御部が前記第１のスイープ動作を前記光源の点灯が開始するまで継続した場合において、前記第１のスイープ動作が開始してから前記光源が点灯を開始するまでの時間よりも短い時間である
   ことを特徴とする請求項１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と、
   前記スイッチング電源回路から電力が供給される前記光源と、
   少なくとも前記光源を保持する器具本体とを備える
   ことを特徴とする照明器具。

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