JP2018206485A - 制御回路、照明装置、照明器具及び看板 - Google Patents

Abstract

【課題】調光信号に基づいて決定される出力電流が入力され、発光素子に制御電流を供給する制御回路であって、調光カーブを所望の調光カーブに近づけることを可能とする制御回路等を提供する。
【解決手段】制御回路（変調回路２０）は、調光信号に基づいて決定される出力電流Ｉ_１を出力する点灯装置１０から出力電流Ｉ_１が入力され、出力電流Ｉ_１の一部を消費電流Ｉ_Ｍとして消費し、制御電流ｉ_２を発光素子３０に供給する制御回路であって、消費電流Ｉ_Ｍを調整する調整回路９０を備え、調整回路９０は、消費電流Ｉ_Ｍの大きさを出力電流Ｉ_１の大きさに対して単調増加させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子に電流を供給する点灯装置、点灯装置を備える照明器具、点灯装置を備える看板、及び、点灯装置の製造方法に関し、特に、可視光通信用の変調回路が接続される点灯装置等に関する。

近年、ＬＥＤ等の発光素子に電流を供給する点灯装置において、可視光通信用の変調回路を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような点灯装置により、照明装置がデータ通信装置にもなり、便利なワイヤレス環境が構築される。

特許文献１の点灯装置によれば、ＬＥＤと直列に接続された抵抗に対して、並列に接続されるように、抵抗とスイッチ素子との直列回路が付加される。これにより、点灯装置に対して、簡単に可視光通信のための回路を付加できるというものである。

特開２０１２−６９５０５号公報

ところで、点灯装置において、調光レベルを制御する技術が知られている。特許文献１の点灯装置においても、調光レベルを制御するためにＬＥＤに供給する電流を調整することが可能である。例えば、外部から入力される調光信号と調光比との関係を示す所望の調光カーブに基づいて、点灯装置の調光レベルを制御することが可能である。なお、ここで、調光比とは、例えば、ＬＥＤに供給可能な電流の最大値に対するＬＥＤに流れる電流値で表すことができる。

しかしながら、特許文献１の点灯装置では、変調回路を駆動するための電力は、ＬＥＤに電流を供給する定電流源から供給される。そのため、変調回路が点灯装置に接続される場合には、所望の調光カーブに基づいて決定される定電流源からＬＥＤへの供給電流の一部が、変調回路に流れる。したがって、特許文献１の点灯装置では、変調回路が接続される場合には、実際の調光比と、所望の調光カーブによって示される調光比との間に誤差が生じる。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、調光信号に基づいて決定される出力電流が入力され、発光素子に制御電流を供給する制御回路であって、調光カーブを所望の調光カーブに近づけることを可能とする制御回路、並びに、それを備える照明装置、照明器具及び看板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る制御回路は、調光信号に基づいて決定される出力電流を出力する点灯装置から前記出力電流が入力され、前記出力電流の一部を消費電流として消費し、制御電流を発光素子に供給する制御回路であって、前記消費電流を調整する調整回路を備え、前記調整回路は、前記消費電流の大きさを前記出力電流の大きさに対して単調増加させる。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る照明装置は、上記制御回路と、上記点灯装置とを備える。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る照明器具は、上記発光素子と、上記制御回路とを備える。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る看板は、上記照明器具と、上記発光素子によって照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板とを備える。

本発明により、調光信号に基づいて決定される出力電流が入力され、発光素子に制御電流を供給する制御回路であって、調光カーブを所望の調光カーブに近づけることを可能とする制御回路、並びに、それを備える照明装置、照明器具及び看板を提供できる。

図１は、実施の形態１に係る制御回路及び照明装置の使用態様を示す回路ブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る変調回路から出力される制御電流の波形の概要を示すグラフである。 図３は、実施の形態１に係る変調回路の回路構成の一例を示す回路図である。 図４は、実施の形態１に係る点灯装置の構成を示すブロック図である。 図５は、比較例の変調回路の回路構成を示す回路図である。 図６は、比較例の平均電流と調光信号との関係を示すグラフである。 図７は、比較例の変調回路を用いた場合の調光カーブを示すグラフである。 図８は、実施の形態１に係る平均電流と調光信号との関係の一例を示すグラフである。 図９は、実施の形態１に係る変調回路を用いた場合の調光カーブの一例を示すグラフである。 図１０は、実施の形態１に係る平均電流と調光信号との関係の他の例を示すグラフである。 図１１は、実施の形態１に係る変調回路を用いた場合の調光カーブを示すグラフである。 図１２は、実施の形態２に係る制御回路及び照明装置の使用態様を示す回路ブロック図である。 図１３は、実施の形態２に係る変調回路の回路構成の一例を示す回路図である。 図１４は、実施の形態３の応用例に係る照明器具の外観図である。 図１５は、実施の形態３の応用例に係る看板の外観図である。

以下、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、以下で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。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作タイミング等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、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、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係る制御回路等について説明する。

［１−１．全体構成］
本実施の形態に係る制御回路等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制御回路及び照明装置４０の使用態様を示す回路ブロック図である。図１に示されるように、本実施の形態に係る照明装置４０は、点灯装置１０と、変調回路２０とを備える。変調回路２０は、本実施の形態に係る制御回路の一例である。図１には、さらに、電源６０と、調光器６２と、発光素子３０とが示されている。以下、図１に示される各要素機器について説明する。

［１−１−１．電源］
電源６０は、点灯装置１０に電力を供給する装置である。電源６０は、例えば、商用交流電源などの系統電源である。

［１−１−２．調光器］
調光器６２は、点灯装置１０に調光信号を出力する信号源である。調光器６２は、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号などの矩形波電圧信号からなる調光信号を出力する。調光器６２から出力される調光信号によって、発光素子３０の調光比が調整される。調光器６２は、調光度調整用のハンドルなどを備える。調光度調整用のハンドルは、例えば、ロータリ式又はスライド式のハンドルであり、ハンドルの回転量、又は、スライド量などの操作量に比例するデューティ比のＰＷＭ信号が調光器６２から出力される。

［１−１−３．発光素子］
発光素子３０は、点灯装置１０から出力される出力電流Ｉ_１が供給され、可視光を出射する光源である。発光素子３０として、例えば、白色光を出射するＬＥＤが用いられる。なお発光素子３０は、ＬＥＤに限定されず、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などであってもよい。

［１−１−４．変調回路］
変調回路２０は、点灯装置１０から出力電流が入力され、出力電流の一部を消費電流として消費し、制御電流を発光素子３０に供給する制御回路の一例である。変調回路２０は、出力電流Ｉ_１を変調することによって制御電流ｉ_２を生成し、制御電流ｉ_２を発光素子３０に出力する回路である。変調回路２０は、可視光通信信号に応じて出力電流Ｉ_１を変調することによって、制御電流ｉ_２を生成する。変調回路２０を駆動するために、点灯装置１０から出力される出力電流Ｉ_１が用いられる。つまり、変調回路２０は、点灯装置１０から出力される出力電流Ｉ_１の一部を消費する。変調回路２０が消費する電流を消費電流Ｉ_Ｍとする。

ここで、変調回路２０から出力される制御電流ｉ_２について図面を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る変調回路２０から出力される制御電流の波形の概要を示すグラフである。図２において、実線で制御電流ｉ_２が示され、点線で制御電流ｉ_２を時間的に平均した平均電流Ｉ_２が示されている。

図２に示される制御電流ｉ_２が発光素子３０に供給される。これにより、発光素子３０から出射される光の強度は、制御電流ｉ_２と同様に変調される。このように変調された光の強度を用いて可視光通信を行うことができる。制御電流ｉ_２の変調周期は人の目が感知できない程度に十分に短く設定されているため、人の目には、発光素子３０が平均電流Ｉ_２に対応する一定の強度の光を出射しているように感じられる。

変調回路２０の回路構成について図面を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る変調回路２０の回路構成の一例を示す回路図である。図３に示されるように、本実施の形態に係る変調回路２０は、点灯装置１０から入力端子Ｍｉｎ１及びＭｉｎ２を介して出力電流Ｉ_１が入力され、出力端子Ｍｏｕｔ１及びＭｏｕｔ２を介して発光素子３０に制御電流ｉ_２を供給する。変調回路２０は、電源回路７０と、調整回路９０と、変調制御回路２１と、第一検出回路５１と、第二検出回路５２と、スイッチ素子２２とを備える。

電源回路７０は、点灯装置１０から出力される出力電流Ｉ_１の一部である電流Ｉ_ｃ０を用いて調整回路９０及び変調制御回路２１で使用される一定の電圧Ｖ_ｃを生成する回路である。電源回路７０は、抵抗要素７１と、ツェナーダイオード７２と、トランジスタ７３と、容量要素７４とを有する。

本実施の形態では、トランジスタ７３として、バイポーラトランジスタを用いる。図３に示されるように、ツェナーダイオード７２のカソード端子が、トランジスタ７３のベース端子に接続される。電源回路７０において、ツェナーダイオード７２のツェナー電圧と、トランジスタ７３のベース−エミッタ間電圧とを適宜設定することにより、所定の電圧Ｖ_ｃを生成できる。

容量要素７４は、電圧Ｖｃを安定化させるための平滑用コンデンサであり、ツェナーダイオード７２のアノード端子と、トランジスタ７３のエミッタ端子との間に接続される。

第一検出回路５１は、制御電流ｉ_２を検出する回路である。第一検出回路５１は、抵抗要素２３を有し、抵抗要素２３に印加される電圧を第一検出値Ｖ_＋として出力する。

第二検出回路５２は、消費電流Ｉ_Ｍを検出する回路である。第二検出回路５２は、抵抗要素２４を有し、抵抗要素２４に印加される電圧を第二検出値Ｖ₋として出力する。

調整回路９０は、変調回路２０において消費する消費電流Ｉ_Ｍを調整する回路である。本実施の形態では、調整回路９０は、第一検出回路５１によって検出された第一検出値Ｖ_＋と、第二検出回路５２によって検出された第二検出値Ｖ₋との差を増幅する誤差増幅器９３と、誤差増幅器９３の出力に応じて消費電流Ｉ_Ｍを調整する電流制御素子９５とを有する。調整回路９０は、さらに、容量要素９１及び９２と、抵抗要素９４及び９６とを有する。本実施の形態では、電流制御素子９５としてバイポーラトランジスタを用いる。

電流制御素子９５は、誤差増幅器９３からの出力電圧に応じて、電流制御素子９５に流れる電流Ｉ_Ｑ１の大きさを調整する。電流Ｉ_Ｑ１は第二検出回路５２に流れ、消費電流Ｉ_Ｍの一部となる。したがって、電流Ｉ_Ｑ１を調整することにより、消費電流Ｉ_Ｍを調整することができる。本実施の形態に係る変調回路２０では、抵抗要素２３及び２４の抵抗値をそれぞれＲ_２３及びＲ_２４とすると、以下の式１が成立する。

Ｉ_２×Ｒ_２３＝Ｉ_Ｍ×Ｒ_２４ （式１）

したがって、消費電流Ｉ_Ｍを平均電流Ｉ_２に比例させることができる。さらに、以下の式２が成り立つ。

Ｉ_１＝Ｉ_２＋Ｉ_Ｍ＝（Ｒ_２４／Ｒ_２３＋１）×Ｉ_Ｍ （式２）

したがって、本実施の形態では、消費電流Ｉ_Ｍを出力電流Ｉ_１に比例させることができる。

容量要素９１は、誤差増幅器９３の位相補償用コンデンサである。容量要素９２は、第一検出回路５１から出力される電圧を安定化させるための平滑用コンデンサである。

変調制御回路２１は、点灯装置１０から出力される出力電流Ｉ_１を変調する回路である。変調制御回路２１は、例えば、マイコン（マイクロコンピュータ）などによって構成され、電源回路７０で生成された電圧Ｖ_ｃ及び電流Ｉ_ｃが印加される。変調制御回路２１は、例えば、プログラムを保持するＲＯＭ、一時的な記憶領域としてのＲＡＭ、プログラムを実行するプロセッサ、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータ等の入出力回路、カウンタ・タイマ等で構成されるＬＳＩである。変調制御回路２１は、変調回路２０の一部として機能する。具体的には、変調制御回路２１は、内蔵のプログラムに従って、可視光通信信号に基づいてスイッチ素子２２をオンオフさせるための駆動信号をスイッチ素子２２に出力する。可視光通信信号は、内蔵のプログラムによって決定される固定の文字列、動的に変化し得る文字列、あるいは、照明装置の識別ＩＤを表すデータ等である。なお、可視光通信信号は、外部から入力されてもよい。

スイッチ素子２２は、出力電流Ｉ_１を変調するための素子である。本実施の形態では、スイッチ素子２２は、変調回路２０の出力端子Ｍｏｕｔ２と入力端子Ｍｉｎ２との間を導通状態又非導通状態に切り替えることによって出力電流Ｉ_１を変調する。これにより、変調された制御電流ｉ_２が生成される。

［１−１−５．点灯装置］
点灯装置１０は、調光信号に基づいて決定される出力電流Ｉ_１を出力する装置である。図１に示されるように、点灯装置１０には、変調回路２０が接続される。以下、点灯装置１０について図面を用いて詳細に説明する。

図４は、本実施の形態に係る点灯装置１０の構成を示すブロック図である。図４に示されるように、点灯装置１０は、主にコンバータ回路１２と、コンバータ制御回路１４とを有する。

コンバータ回路１２は、出力電流Ｉ_１を生成する回路である。本実施の形態では、コンバータ回路１２は、電源６０から入力端子Ｔｉｎ１及びＴｉｎ２に入力された交流電流を、直流の出力電流Ｉ_１に変換して出力端子Ｔｏｕｔ１及びＴｏｕｔ２から出力する。コンバータ回路１２は、電源６０から供給された電流を、出力電流に変換する回路であれば特に限定されない。コンバータ回路１２は、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとの組み合わせなどによって実現される。

コンバータ制御回路１４は、調光器６２から入力された調光信号に基づいてコンバータ回路１２を制御する回路である。コンバータ制御回路１４は、例えば、調光信号に対応する信号を生成するマイコンなどによって実現される。コンバータ制御回路１４には、調光器６２から調光信号入力端子Ｄｉｎ１及びＤｉｎ２を介して調光信号が入力される。コンバータ制御回路１４から出力される信号によって、コンバータ回路１２が制御され、コンバータ回路１２から調光信号に対応する出力電流Ｉ_１が出力される。コンバータ制御回路１４から出力される信号は、例えば、コンバータ回路１２から出力される出力電流Ｉ_１を調整するスイッチ素子（不図示）に入力される。

コンバータ制御回路１４は、調光信号と出力電流Ｉ_１との関係が所望の調光カーブと等しくなるように、コンバータ回路１２を制御する。ここで、調光カーブとは、調光信号と発光素子３０の調光比との関係を示す曲線である。所望の調光カーブとは、点灯装置１０の製造業者、ユーザ等によって予め定められた調光カーブである。例えば、所望の調光カーブは、最低の調光レベルが１％となるように定められた調光カーブであってもよい。

［１−２．動作］
以下、本実施の形態に係る点灯装置１０及び変調回路２０の動作について説明する。

［１−２−１．比較例］
まず、本実施の形態に係る変調回路２０の効果を説明するために、比較例の変調回路を用いた場合の動作について図面を用いて説明する。図５は、比較例の変調回路９２０の回路構成を示す回路図である。図５に示されるように、比較例の変調回路９２０として、本実施の形態に係る変調回路２０から、調整回路９０を取り除いた回路を用いる場合について検討する。

図６は、比較例の平均電流Ｉ_２と調光信号との関係を示すグラフである。図６には、点灯装置１０からの出力電流Ｉ_１（図６の点線のグラフ参照）及び比較例の変調回路９２０において消費される消費電流Ｉ_Ｍ（図６の一点鎖線のグラフ参照）も併せて示されている。図７は、比較例の変調回路９２０を用いた場合の調光カーブを示すグラフである。図７には、出力電流Ｉ_１／Ｉ_１ＭＡＸと調光信号との関係（図７の点線のグラフ参照）も併せて示されている。また、図６及び図７に示される横軸は、例えば、調光信号のデューティ比を表す。なお、図７に点線で示される出力電流Ｉ_１／Ｉ_１ＭＡＸと調光信号との関係を示すグラフが、点灯装置１０に発光素子３０が直接接続されている場合、つまり、変調回路２０が接続されていない場合における調光カーブであり、所望の調光カーブに相当する。

図６に示されるように、比較例の変調回路９２０においては、調光信号に依存せずに、ほぼ一定の消費電流Ｉ_Ｍが消費される。このため、発光素子３０には、出力電流Ｉ_１から一定の消費電流Ｉ_Ｍを差し引いた平均電流Ｉ_２が供給される。したがって、図７の実線のグラフで示されるように、比較例の変調回路９２０を用いる場合には、調光カーブ（図７の実線のグラフ）と所望の調光カーブ（図７の点線のグラフ）との間の誤差が大きくなる。特に、調光レベルが低い場合に、当該誤差が顕著となる。

［１−２−２．動作例１］
次に、本実施の形態に係る変調回路２０を用いる場合の動作例について図面を用いて説明する。

図８は、本実施の形態に係る平均電流Ｉ_２と調光信号との関係の一例を示すグラフである。図８には、点灯装置１０からの出力電流Ｉ_１（図８の点線のグラフ参照）及び変調回路２０において消費される消費電流Ｉ_Ｍ（図８の一点鎖線のグラフ参照）も併せて示されている。図９は、本実施の形態に係る変調回路２０を用いた場合の調光カーブの一例を示すグラフである。

図８に示されるように、変調回路２０の調整回路９０は、消費電流Ｉ_Ｍの大きさを出力電流Ｉ_１の大きさに対して単調増加させる。つまり、消費電流Ｉ_Ｍの大きさと、出力電流Ｉ_１の大きさとが正の相関を有する。本動作例では、調整回路９０は、消費電流Ｉ_Ｍの大きさを出力電流Ｉ_１の大きさに比例させる。これにより、出力電流Ｉ_１の大きさから消費電流Ｉ_Ｍの大きさを減算した値に相当する平均電流Ｉ_２の大きさを、出力電流Ｉ_１の大きさに比例させることができる。なお、ここで、比例させるとは、完全に比例させる場合だけに限定されず、多少の誤差がある場合も含まれる。例えば、完全に比例させる場合に対して５％程度以下の誤差がある場合も含まれる。

このように、変調回路２０から出力される制御電流ｉ_２の平均電流Ｉ_２を、出力電流Ｉ_１に比例させることにより、図９に示されるように、調光カーブを出力電流Ｉ_１／Ｉ_１ＭＡＸの曲線と同様の形状とすることができる。ここで、出力電流Ｉ_１／Ｉ_１ＭＡＸの曲線が所望の調光カーブに等しいことから、本実施の形態では、所望の調光カーブを実現できる。

［１−２−３．動作例２］
以上では、上記式１で求められる消費電流Ｉ_Ｍが、変調回路２０の電源回路７０及び変調制御回路２１において消費される電流Ｉ_ｃ０より大きい場合の動作例について説明した。以下では、調光レベルが低い範囲において、上記式１で求められる消費電流Ｉ_Ｍが、電流Ｉ_ｃ０より小さく、調光レベルが高い範囲において、上記式１で求められる消費電流Ｉ_Ｍが、電流Ｉ_ｃ０より大きくなる場合の動作例について図面を用いて説明する。

図１０は、本実施の形態に係る平均電流Ｉ_２と調光信号との関係の他の例を示すグラフである。図１０には、点灯装置１０からの出力電流Ｉ_１（図１０の点線のグラフ参照）及び変調回路２０において消費される消費電流Ｉ_Ｍ（図１０の一点鎖線のグラフ参照）も併せて示されている。図１１は、本実施の形態に係る変調回路２０を用いた場合の調光カーブを示すグラフである。

上述したように、上記式１で求められる消費電流Ｉ_Ｍが電流Ｉ_ｃ０より小さい場合、誤差増幅器９３の反転入力端子へ入力される電圧が、非反転入力端子に入力される電圧より高くなる。このため、誤差増幅器９３の出力電圧は、ゼロとなり、当該出力電圧が入力される電流制御素子９５は、非導通状態となる。したがって、上記式１で求められる消費電流Ｉ_Ｍが電流Ｉ_ｃ０より小さい場合、消費電流Ｉ_Ｍは、Ｉ_ｃ０と等しく、調光信号に依存せずほぼ一定である。

一方、調光レベルが高い範囲においては、上記式１で求められる消費電流Ｉ_Ｍが、電流Ｉ_ｃ０より大きくなり、図８及び図９を用いて説明した例と同様に、消費電流Ｉ_Ｍは、平均電流Ｉ_２及び出力電流Ｉ_１に比例する。

以上のように、本動作例では、図１１に示されるように、調光レベルが低く、消費電流Ｉ_Ｍが一定の範囲においては、所望の調光カーブ（図１１の点線のグラフ）と実際の調光カーブ（図１１の実線のグラフ）との間に誤差が見られる。一方、調光レベルが高く、消費電流Ｉ_Ｍが平均電流Ｉ_２に比例する範囲においては、所望の調光カーブが得られる。このように、本動作例においても、比較例の調光カーブより、所望の調光カーブに近い調光カーブを実現できる。

［１−３．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る制御回路の一例である変調回路２０は、調光信号に基づいて決定される出力電流Ｉ_１を出力する点灯装置１０から出力電流Ｉ_１が入力され、出力電流Ｉ_１の一部を消費電流Ｉ_Ｍとして消費し、制御電流ｉ_２を発光素子３０に供給する回路である。変調回路２０は、消費電流Ｉ_Ｍを調整する調整回路９０を備え、調整回路９０は、消費電流Ｉ_Ｍの大きさを出力電流Ｉ_１の大きさに対して単調増加させる。

このように変調回路２０における消費電流Ｉ_Ｍを出力電流Ｉ_１に対して単調増加させることにより、消費電流Ｉ_Ｍが調光信号に依存せずほぼ一定である場合と比較して、調光カーブを所望の調光カーブに近づけることができる。

また、変調回路２０において、出力電流Ｉ_１を可視光通信信号に応じて変調する変調制御回路２１をさらに備えてもよい。

これにより、発光素子３０からの出射光の強度を可視光通信信号に応じて変調することができるため、可視光を出射する発光素子３０を用いることで可視光通信が可能となる。

また、変調回路２０において、調整回路９０は、消費電流Ｉ_Ｍの大きさを出力電流Ｉ_１の大きさに比例させてもよい。

これにより、所望の調光カーブを得ることができる。

また、変調回路２０において、制御電流ｉ_２を検出する第一検出回路５１と、消費電流Ｉ_Ｍを検出する第二検出回路５２とをさらに備えてもよい。調整回路９０は、第一検出回路５１によって検出された第一検出値と、第二検出回路５２によって検出された第二検出値との差を増幅する誤差増幅器９３と、誤差増幅器９３の出力に応じて消費電流Ｉ_Ｍを調整する電流制御素子９５とを有してもよい。

これにより、消費電流Ｉ_Ｍを制御電流ｉ_２の平均電流Ｉ_２に比例させることができる。したがって、上記式２に示されるように、消費電流Ｉ_Ｍを出力電流Ｉ_１に比例させることができるため、所望の調光カーブを得ることができる。

また、本実施の形態に係る照明装置４０は、変調回路２０と、点灯装置１０とを備える。

これにより、照明装置４０は、変調回路２０と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態２）
次に実施の形態２に係る制御回路及び照明装置について説明する。本実施の形態に係る制御回路は、実施の形態１に係る制御回路より簡素化された構成を有する。以下の、本実施の形態に係る制御回路及び照明装置について、実施の形態１に係る制御回路及び照明装置との相違点を中心に説明する。

［２−１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る制御回路及び照明装置の構成について図面を用いて説明する。図１２は、本実施の形態に係る制御回路及び照明装置１４０の使用態様を示す回路ブロック図である。

図１２に示されるように、本実施の形態に係る照明装置１４０は、点灯装置１０と、変調回路１２０とを備える。変調回路１２０は、本実施の形態に係る制御回路の一例である。本実施の形態に係る照明装置１４０は、変調回路１２０の構成において、実施の形態１に係る照明装置４０と相違する。以下、本実施の形態に係る変調回路１２０の回路構成について図面を用いて説明する。図１３は、本実施の形態に係る変調回路１２０の回路構成の一例を示す回路図である。

図１３に示されるように、本実施の形態に係る変調回路１２０は、実施の形態１に係る変調回路２０と同様に、点灯装置１０から入力端子Ｍｉｎ１及びＭｉｎ２を介して出力電流Ｉ_１が入力され、出力端子Ｍｏｕｔ１及びＭｏｕｔ２を介して発光素子３０に制御電流ｉ_２を供給する。変調回路１２０は、電源回路７０と、調整回路１９０と、変調制御回路２１と、第一検出回路５１と、スイッチ素子２２とを備える。変調回路１２０は、第二検出回路５２を備えない点と調整回路１９０の構成とにおいて実施の形態１に係る変調回路２０と相違する。

調整回路１９０は、実施の形態１に係る調整回路９０と同様に、変調回路１２０が消費する消費電流Ｉ_Ｍを調整する回路であり、消費電流Ｉ_Ｍの大きさを出力電流Ｉ_１の大きさに対して単調増加させる。調整回路１９０は、電流制御素子１９２と、抵抗要素１９１と、容量要素１９３とを備える。容量要素１９３は、第一検出回路５１から出力される電圧を平滑化するためのコンデンサである。電流制御素子１９２は、第一検出回路５１によって検出された第一検出値に応じて消費電流Ｉ_Ｍを調整する素子である。本実施の形態では、電流制御素子１９２としてバイポーラトランジスタを用いる。本実施の形態では、第一検出回路５１によって検出された第一検出値は、電流制御素子１９２のベース端子に直接入力される。第一検出値は、制御電流ｉ_２を時間的に平均した平均電流Ｉ_２と抵抗値Ｒ_２３との積に相当する。このため、本実施の形態では、第一検出回路５１が有する抵抗要素２３の抵抗値Ｒ_２３は、第一検出値が電流制御素子１９２のベースエミッタ間電圧以上となるように設定される。

［２−２．動作］
次に、本実施の形態に係る変調回路１２０の動作について説明する。変調回路１２０は、上述のような回路構成を有することにより、電流制御素子１９２の直流電流増幅率ｈ_ＦＥ、ベース−エミッタ間電圧Ｖ_ＢＥ、及び、抵抗要素１９１の抵抗値Ｒ_１９１を用いると、調整回路１９０に流れる電流Ｉ_Ｑ１は、以下の式３で表される。

Ｉ_Ｑ１＝ｈ_ＦＥ×（Ｒ_２３×Ｉ_２−Ｖ_ＢＥ）／Ｒ_１９１ （式３）

このように、電流Ｉ_Ｑ１が、平均電流Ｉ_２に略比例するため、実施の形態１に係る変調回路２０と同様に、調光カーブを所望の調光カーブに近づけることができる。さらに、本実施の形態では、変調回路１２０の回路構成を簡素化することができる。したがって、変調回路１２０の重量、実装面積及びコストを低減できる。

［２−３．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る制御回路の一例である変調回路１２０において、制御電流ｉ_２を検出する第一検出回路５１をさらに備え、調整回路１９０は、第一検出回路５１によって検出された第一検出値に応じて消費電流Ｉ_Ｍを調整する電流制御素子１９２を有する。

これにより、変調回路１２０の回路構成を簡素化することができる。したがって、変調回路１２０の重量、実装面積及びコストを低減できる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３として、上記実施の形態に係る照明装置４０及び１４０の応用例を説明する。

図１４は、実施の形態３の応用例に係る照明器具２００の外観図である。照明器具２００は、部屋の天井、壁又は柱等に設置されるスポットライトであり、回路ボックス２１０、灯体２２０及び配線２３０を備える。回路ボックス２１０は、上記実施の形態に係る照明装置４０又は１４０を収納しているボックスである。灯体２２０は、発光素子３０としてのＬＥＤを収納している。配線２３０は、回路ボックス２１０と灯体２２０に収納されたＬＥＤとを電気的に接続する負荷配線の一例である。

このような照明器具２００は、上記実施の形態に係る照明装置４０又は１４０を備えるので、照明と可視光通信とを同時に行う。また、照明器具２００によれば、所望の調光カーブを得ることができる。

なお、本図では、照明器具２００として、スポットライトが示されたが、照明装置４０又は１４０の応用例に係る照明器具としては、スポットライトに限られない。シャンデリア、シーリングライト、スタンド、和風照明、ブラケット、フットライト、ペンダント、ベースライト、ダウンライト、キッチンライト、浴室灯、エクステリアライト等であってもよい。

図１５は、実施の形態３の応用例に係る看板３００の外観図である。看板３００は、発光素子３０としてのＬＥＤ（図示せず）とＬＥＤに電流を供給する上記実施の形態に係る照明装置４０又は１４０（図示せず）を収納している筐体３１０、及び、表示板３２０を備える。表示板３２０は、ＬＥＤによって裏面から照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板であり、例えば、文字が刻まれた半透明の樹脂基板である。

このような看板３００は、上記実施の形態に係る点灯装置１０又は１１０を備えるので、表示板３２０による文字等の表示と可視光通信とを同時に行う。可視光通信では、例えば、表示板３２０に表示された文字を示すデータ、看板の識別ＩＤを表すデータ、及び、看板３００が設置された場所を示すデータの少なくとも一つが照明光に重畳されて送信される。また、このような看板３００によれば、所望の調光カーブを得ることができる。

なお、図１５の看板３００では、発光素子３０としてのＬＥＤと表示板３２０とは別体であったが、一体化されていてもよい。筐体３１０内に、複数のＬＥＤを並べて配置し、それら複数のＬＥＤの発光色を制御することで、複数のＬＥＤを、表示板として、文字及び図形の少なくとも一つを表示させてもよい。

（変形例など）
以上、本発明に係る制御回路、照明装置、照明器具及び看板について、実施の形態１〜３に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態１〜３に施したものや、実施の形態１〜３における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記各実施の形態において、制御回路として、変調回路２０又は１２０を用いる構成を示したが、制御回路は変調回路２０又は１２０に限定されない。制御回路は、調光信号に基づいて決定される出力電流を出力する点灯装置から出力電流が入力され、出力電流の一部を消費電流として消費し、制御電流を発光素子３０に供給する回路であれば、特に限定されない。

また、上記各実施の形態では、電源回路７０として、トランジスタ７３と、ツェナーダイオード７２とを用いる構成を示したが、電源回路７０の構成はこれに限定されない。電源回路７０は、変調制御回路２１に一定の電圧Ｖ_ｃを印加できる回路であれば特に限定されず、例えば、３端子レギュレータなどの低電圧素子であってもよい。

また、上記各実施の形態で用いる各容量要素は、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、上記各実施の形態で用いる各抵抗要素は、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。

また、上記各実施の形態では、調光信号としてＰＷＭ信号を用いる方式を示したが、調光信号はこれに限定されない。例えば、位相制御、１−１０Ｖ、ＤＡＬＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの調光制御モードに基づく調光信号を用いてもよい。

また、上記各実施の形態では、電流制御素子９５及び１９２として、バイポーラトランジスタを用いたが、電流制御素子９５及び１９２はバイポーラトランジスタに限定されない。電流制御素子９５及び１９２は、それぞれベース端子に入力される電圧に応じて消費電流Ｉ_Ｍを調整できる素子であればよい。

１０ 点灯装置
１２ コンバータ回路
１４ コンバータ制御回路
２０、１２０ 変調回路
２１ 変調制御回路
３０ 発光素子
４０、１４０ 照明装置
５１ 第一検出回路
５２ 第二検出回路
９０、１９０ 調整回路
９３ 誤差増幅器
９５、１９２ 電流制御素子
２００ 照明器具
３００ 看板
Ｉ_１ 出力電流
ｉ_２ 制御電流
Ｉ_Ｍ 消費電流

Claims (9)

1. 調光信号に基づいて決定される出力電流を出力する点灯装置から前記出力電流が入力され、前記出力電流の一部を消費電流として消費し、制御電流を発光素子に供給する制御回路であって、
   前記消費電流を調整する調整回路を備え、
   前記調整回路は、前記消費電流の大きさを前記出力電流の大きさに対して単調増加させる
   制御回路。
2. 前記出力電流を可視光通信信号に応じて変調する変調制御回路をさらに備える
   請求項１に記載の制御回路。
3. 前記調整回路は、前記消費電流の大きさを前記出力電流の大きさに比例させる
   請求項１又は２に記載の制御回路。
4. 前記制御電流を検出する第一検出回路と、
   前記消費電流を検出する第二検出回路とをさらに備え、
   前記調整回路は、
   前記第一検出回路によって検出された第一検出値と、前記第二検出回路によって検出された第二検出値との差を増幅する誤差増幅器と、
   前記誤差増幅器の出力に応じて前記消費電流を調整する電流制御素子とを有する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御回路。
5. 前記制御電流を検出する第一検出回路をさらに備え、
   前記調整回路は、
   前記第一検出回路によって検出された第一検出値に応じて前記消費電流を調整する電流制御素子を有する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御回路。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御回路と、
   前記点灯装置とを備える
   照明装置。
7. 前記発光素子と、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御回路とを備える
   照明器具。
8. 前記点灯装置をさらに備える
   請求項７に記載の照明器具。
9. 請求項７又は８に記載の照明器具と、
   前記発光素子によって照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板とを備える
   看板。

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