以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る点灯装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、点灯装置10は、制御部12と、電力供給部16と、を備える。点灯装置10は、接続部14をさらに備えるようにしてもよい。
点灯装置10は、たとえば、交流電源4に電気的に接続される。点灯装置10には、交流電源4から交流電力が供給される。交流電源4は、たとえば、商用電源である。交流電源4は、たとえば、自家発電機などでもよい。なお、点灯装置10に供給される電力は、直流電力であってもよい。点灯装置10に供給される電力が直流電力である場合は、後述する整流回路26が省略される。以下では、点灯装置10に交流電力が供給される場合を例に説明を行う。
点灯装置10は、光源モジュール100と電気的に接続される。点灯装置10は、交流電源4から供給される交流電力を光源モジュール100に対応した直流電力に変換して光源モジュール100に供給する。これにより、点灯装置10は、光源モジュール100を点灯させる。光源モジュール100は、たとえば1つ以上の光源102を含む。光源モジュール100が複数の光源102を含む場合には、各光源102は、直列に接続される。
点灯装置10は、接続部14を介して、光源モジュール100の被接続部104と着脱可能に接続され、光源モジュール100と電気的に接続される。接続部14は、たとえばコネクタである。後述するように、被接続部104を有する光源モジュール100は、1つの光源102または直列に接続された光源102の直列接続体102aにさらに直列に接続された抵抗器106を有している。光源モジュール100は、光源102と抵抗器106とが接続されたノード103を有している。
電力供給部16は、第1入力端子16aと、第2入力端子16bと、第1出力端子16cと、第2出力端子16dと、を有する。第1入力端子16aは、平滑コンデンサ34の高電位側の一端と電気的に接続される。第2入力端子16bは、平滑コンデンサ34の低電位側と電気的に接続される。これにより、電力供給部16には、直流電圧が供給される。電力供給部16は、上述の端子のほかに、電流検出入力端子50を有する。電流検出端子50は、光源モジュール100を接続したときに、光源モジュール100の光源102または光源の直列接続体102aが接続されたノード103に接続される。
電力供給部16は、後述する整流回路26および平滑コンデンサ34によって交流電源4からの交流電力が変換された直流電力を入力し、これと異なる直流電力に変換して出力する。そして、電力供給部16は、第1出力端子16cと第2出力端子16dとから変換された直流電力を、接続部14および光源モジュール100の被接続部104を介して光源モジュール100に供給する。電力供給部16が出力する直流電圧の電圧値は、たとえば、入力電圧の電圧値よりも低く設定される。
電力供給部16に入力される入力電力は、脈流電力や交流電力でもよい。たとえば、入力電力が交流である場合、電力供給部16は、入力電力を整流する整流器や整流された電圧を平滑する平滑コンデンサなどを含んでもよい。
電力供給部16は、たとえば、スイッチング素子45と、ダイオード46と、インダクタ47と、出力コンデンサ48と、を含む。スイッチング素子45は、電極45aと、電極45bと、電極45cと、を含む。電極45aは、第1入力端子16aと電気的に接続されている。電極45bは、ダイオード46のカソードと電気的に接続されている。ダイオード46のアノードは、低電位出力端子26dと電気的に接続されている。インダクタ47の一端は、電極45bと電気的に接続されている。インダクタ47の他端は、第1出力端子16cと電気的に接続されている。第2出力端子16dは、低電位出力端子26d(第2入力端子16b)と電気的に接続されている。
出力コンデンサ48は、第1電極48aと、第2電極48bと、を含む。第1電極48aは、第1出力端子16cと電気的に接続されている。第2電極48bは、第2出力端子16dと電気的に接続されている。出力コンデンサ48は、第1出力端子16cと第2出力端子16dとの間に並列に接続される。出力コンデンサ48は、スイッチング素子45のスイッチングによって、スイッチング素子45の各電極45a、45b間に流れる電流を平滑化する。これにより、第1出力端子16cおよび第2出力端子16dから直流電力が出力される。
この例において、電力供給部16は、降圧チョッパ回路である。電力供給部16は、入力電圧を降圧することにより、直流電圧を生成する。電力供給部16は、たとえば、定電流回路であり、実質的に一定の電流を光源モジュール100に供給する。
第1出力端子16cは、高電位側の出力端子であり、第2出力端子16dは、低電位側の出力端子である。第1出力端子16cの電位は、第2出力端子16dの電位よりも高い。これにより、第1電極48aの電位は、第2電極48bの電位よりも高く設定される。出力コンデンサ48は、たとえばアルミ電解コンデンサであり、第1電極48aは、陽極であり、第2電極48bは、陰極である。なお、これとは反対に、第2出力端子16dの電位を第1出力端子16cの電位より高くしてもよい。
接続部14は、第1接続端子15aと、第2接続端子15bと、第3接続端子15cと、を有する。第1接続端子15aは、電力供給部16の第1出力端子16cと電気的に接続されている。第2接続端子15bは、電力供給部16の第2出力端子16dと電気的に接続されている。また、第3接続端子15cは、電力供給部16の電流検出入力端子50と電気的に接続されている。接続部14は、光源モジュール100の被接続部104と接続される。光源モジュール100の被接続部104は、接続部14の各接続端子に対応した3つの接続端子を有する。すなわち、光源モジュール100の被接続部104は、第1接続端子105aと、第2接続端子105bと、第3接続端子105cとを有する。第1接続端子105aは、接続部14の第1接続端子15aに電気的に接続される。第2接続端子105bは、接続部14の第2接続端子15bに電気的に接続される。第3接続端子105cは、接続部14の第3接続端子15cに電気的に接続される。第1接続端子105a〜第3接続端子105cは、接続部14の第1接続端子15a〜第3接続端子15cのそれぞれの物理的な位置に合わせて配置されている。
抵抗器51は、第2入力端子16bと出力コンデンサ48の第2電極48bとの間に電気的に接続されている。換言すれば、抵抗器51は、ダイオード46のアノードと出力コンデンサ48の第2電極48bとの間に電気的に接続されている。第2出力端子16dは、抵抗器51を介して低電位出力端子26dと電気的に接続される。抵抗器51は、点灯装置10の接続部14と、光源モジュール100の被接続部104とを接続することによって、点灯装置10の負荷として光源モジュール100を接続した場合に、光源モジュール100に流れる電流の経路に直列に接続される。
制御部12は、電流検出入力端子50と電気的に接続されている。抵抗器51は、一端が第2出力端子16dに接続され、また第2出力端子16dを介して接続部14の第2接続端子15bに接続されているので、光源モジュール100が被接続部104を介して接続された場合には、光源モジュール100の抵抗器106と直列に接続される。抵抗器106の一方の端子は、ノード103、第3接続端子105c,15cを介して、電流検出入力端子50に入力される。電流検出入力端子50の電圧は、直列に接続された抵抗器106,51に流れる電流によって生成される。この電流は、光源モジュール100の光源102に供給される点灯装置10の出力電流Ioである。電流検出入力端子50には、光源102に流れる電流に比例した電圧である検出電圧Vdet1が入力され、検出電圧Vdet1は、制御部12に入力される。
制御部12は、駆動回路60を含む。駆動回路60は、スイッチング素子45の電極45cと電気的に接続されている。電極45cは、いわゆる制御電極である。駆動回路60は、スイッチング素子45のスイッチングを制御する。すなわち、駆動回路60は、スイッチング素子45のオン・オフを切り替える。駆動回路60は、電極45cに入力する電圧(制御信号)によって、スイッチング素子45のオン・オフを切り替える。駆動回路60は、たとえば、スイッチング素子45をスイッチングさせることにより、直流電圧を出力コンデンサ48の各電極48a、48b間に生じさせる。これにより、電力供給部16から光源モジュール100に電力が供給される。
ここで、スイッチング素子45のオフ状態とは、たとえば、主電極である電極45a、45bの間に実質的に電流が流れない状態であるが、電力供給部16の動作に影響を与えない程度の微弱な電流が電極45a、45bの間に流れてもよい。すなわち、スイッチング素子45のオン状態とは、換言すれば、電極45a、45bの間に電流が流れる第1状態であり、オフ状態とは、電極45a、45bの間に流れる電流が、第1状態よりも小さい第2状態である。
駆動回路60は、たとえば、スイッチング素子45をオフ状態にすることにより、電力供給部16から光源モジュール100への電力の供給を停止させる。
制御部12は、たとえば、あらかじめ設定された基準電圧Vrefと検出電圧Vdet1とを比較して、検出電圧Vdet1が基準電圧Vrefと等しくなるように駆動回路60を制御して、スイッチング素子45のオン・オフの周期(デューティ比)を変化させる。これによって、点灯装置10は、電力供給部16に入力される電圧が変化しても、出力される直流電流を一定に維持することができる。また、光源モジュール100を構成する光源102の直列数が変化しても、出力される直流電流を一定に維持することができる。抵抗器106の抵抗値を変えた光源モジュールを点灯装置10に接続することによって、光源102に流れる電流値を変えることができる。
制御部12は、1チップ化された1つの集積回路で構成してもよいし、複数の集積回路を組み合わせて構成してもよい。駆動回路60は、1つの集積回路内に設けられた論理ブロックでもよいし、独立した制御ICでもよい。
スイッチング素子45は、たとえば、nチャネル形のMOSFETであり、電極45aは、ドレインであり、電極45bは、ソースであり、電極45cは、ゲートである。スイッチング素子45は、たとえば、pチャネル形のFETでもよいし、バイポーラトランジスタやIGBTなどでもよい。
電力供給部16は、光源モジュール100を接続した場合に、2つの経路を有する。1つは、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14の第1接続端子15a→被接続部104の第1接続端子105a→光源102→抵抗器106→被接続部104の第2接続端子105b→接続部14の第2接続端子15b→電力供給部16の第2出力端子16dの経路であり、主経路Pmと呼ぶことにする。他の1つは、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14の第1接続端子15a→被接続部104の第1接続端子105a→光源102→ノード103→被接続部104の第3接続端子105c→接続部14の第3接続端子15c→電流検出入力端子50の経路であり、補助経路Psと呼ぶことにする。本実施形態の点灯装置10では、主経路Pmには、光源を点灯させる電流が流れる。典型的には、光源を点灯させる電流は、定電流制御される。補助経路Psは、光源102の流れる電流を検出するために形成されている。
電力供給部16は、上記の回路に限ることなく、直流電力を光源モジュール100に対して供給可能な任意の回路でよい。
点灯装置10は、フィルタ回路24、整流回路26、突入防止回路28、電源電圧検出回路30、力率改善回路32、平滑コンデンサ34、および、制御用電源回路36をさらに含む。これらの各部は、点灯装置10に必要に応じて設けられ、省略可能である。
フィルタ回路24は、交流電源4と電気的に接続される。フィルタ回路24は、たとえば、交流電源4から供給される交流電力に含まれるノイズを抑制し、点灯装置10の回路がスイッチング動作することによって発生するノイズが交流電源4の側に流出するのを合わせて防止する。
整流回路26は、フィルタ回路24に電気的に接続される。整流回路26は、フィルタ回路24を介して入力された交流電圧を整流して整流電圧に変換する。整流回路26には、たとえば、4つの整流素子を組み合わせたダイオードブリッジが用いられる。すなわち、整流回路26は、全波整流器である。整流電圧は、たとえば、脈流電圧である。
整流回路26は、一対の入力端子26a,26bと、高電位出力端子26cと、低電位出力端子26dと、を有する。入力端子26a,26bは、フィルタ回路24と電気的に接続されている。整流回路26は、入力端子26a,26bを介して入力される交流電圧を整流し、高電位出力端子26cおよび低電位出力端子26dから出力する。低電位出力端子26dの電位は、基準電位(たとえば接地電位)に設定される。高電位出力端子26cの電位は、低電位出力端子26dの電位よりも高い電位に設定される。整流回路26は、たとえばダイオードブリッジを用いた全波整流回路である。
整流回路26は、半波整流器などでもよい。整流後の電圧は、全波整流された脈流でもよいし、半波整流された脈流でもよい。
突入防止回路28は、高電位出力端子26cと電気的に接続されている。突入防止回路28は、電源投入時に生じる突入電流を抑制する。突入防止回路28は、たとえば温度上昇にともなって抵抗値が低下するNTCサーミスタ等である。
電源電圧検出回路30は、突入防止回路28の出力に接続されている。電源電圧検出回路30は、たとえば、突入防止回路28の出力と低電位出力端子26dとの間に接続される。電源電圧検出回路30は、交流電源4から供給される交流電圧の異常を検出する。電源電圧検出回路30は、たとえば、整流回路26で整流された電圧を基に、交流電圧の異常を検出する。電源電圧検出回路30は、たとえば、整流回路26の出力電圧の実効値が所定の範囲内にあるか否かを判定し、所定の範囲内にないときに、交流電圧を異常と判定する。すなわち、電源電圧検出回路30は、交流電圧の実効値が過度に小さいときや過度に大きいときに、交流電圧を異常と判定する。
電源電圧検出回路30は、制御部12と電気的に接続されている。電源電圧検出回路30は、交流電圧の異常の検出結果を示す信号を制御部12に出力する。制御部12は、電源電圧検出回路30によって交流電圧の異常が検出されたときに、電力供給部16に光源モジュール100への直流電力の供給を停止させる。これにより、たとえば、異常な電圧の印加による光源モジュール100の故障などを抑制することができる。
力率改善回路32は、突入防止回路28の出力と低電位出力端子26dとの間に接続される。力率改善回路32は、整流回路の出力電圧を入力して、電源周波数の整数倍の高調波の発生を抑制した電圧を出力する。これにより、力率改善回路32は、整流電圧の力率を改善する。
力率改善回路32は、たとえば、スイッチング素子41と、インダクタ42と、ダイオード43と、を含む。スイッチング素子41は、電極41a〜電極41cを有する。インダクタ42の一端は、突入防止回路28の出力(高電位出力端子26c)と電気的に接続されている。インダクタ42の他端は、電極41aと電気的に接続されている。電極41bは、低電位出力端子26dと電気的に接続されている。ダイオード43のアノードは、電極41aと電気的に接続されている。ダイオード43のカソードは、平滑コンデンサ34の一端と電気的に接続されている。平滑コンデンサ34の他端は、低電位出力端子26dと電気的に接続されている。すなわち、この例において、力率改善回路32は、昇圧チョッパ回路である。力率改善回路32は、これに限ることなく、整流電圧の力率を改善することができる任意の回路でよい。
電極41cは、制御部12と電気的に接続されている。電極41cは、いわゆる制御電極である。スイッチング素子41は、制御部12からの信号に応じてスイッチングする。力率改善回路32は、たとえば、スイッチング素子41をスイッチングさせ、入力電流を正弦波の半波波形に近づけることにより、力率を改善する。
スイッチング素子41は、たとえば、nチャネル形のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。たとえば、電極41aは、ドレインであり、電極41bは、ソースであり、電極41cは、ゲートである。スイッチング素子41は、たとえば、pチャネル形のMOSFETでもよいし、バイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などでもよい。
平滑コンデンサ34は、力率改善後の脈流電圧を平滑化することにより、脈流電圧を直流電圧に変換する。
制御用電源回路36は、たとえば、平滑コンデンサ34の高電位側の一端と電気的に接続される。これにより、制御用電源回路36には、平滑コンデンサ34によって平滑された直流電圧が入力される。制御用電源回路36は、平滑コンデンサ34によって平滑された直流電圧を、制御部12の駆動電圧に変換して、制御部12に供給する。制御部12は、制御用電源回路36からの電力供給に応じて駆動する。
点灯装置10は、調光回路55をさらに含む。調光回路55には、たとえば、外部の壁スイッチなどから調光信号が入力される。調光信号は、たとえば、調光器などによって導通角制御された交流電圧などでもよい。調光回路55は、制御部12と電気的に接続されている。調光回路55は、たとえば、調光信号に基づいて、調光度を表す信号を生成し、その信号を制御部12に入力する。調光度を表す信号とは、たとえば、調光度に応じたデューティ比のPWM信号などである。駆動回路60は、たとえば、調光回路55から入力された信号に基づいて、スイッチング素子45の電極45cに適切な電圧を印加してスイッチング素子45を駆動する。これにより、調光信号に応じた調光度で光源モジュール100が調光される。光源モジュール100の明るさが、調光信号に応じて制御される。
次に本実施形態の点灯装置10の動作について説明する。
一般に、光源モジュールを点灯させる点灯装置では、光源モジュールに流す電流値は、点灯装置の側で設定される。一般的な点灯装置では、光源に直列に接続された電流検出のための抵抗器の両端の電圧を検出して、制御部の基準電圧と比較して、光源に流れる電流の定電流制御を行う。一方で、点灯装置を変更せずに、光源モジュールを変更することによって、光源に流れる電流値を変えることができれば、光源の明るさや色温度を変えることができるので施工自由度を高めることができる。
そこで、本実施形態の点灯装置10では、光源モジュール100にも電流検出のための抵抗器106を搭載し、点灯装置10に搭載された抵抗器51と抵抗器106とを直列接続する。本実施形態の点灯装置10では、これら直列抵抗の両端の電圧を検出電圧Vdet1として、制御部12によってフィードバック制御する。
本実施形態の点灯装置10では、光源モジュール100側に検出電圧Vdet1を出力する端子を設けており、光源モジュール100を接続したときに、主経路Pmおよび補助経路Psの2つの経路が形成される。主経路Pmには、光源102を点灯させる出力電流Ioが流れる。出力電流Ioが流れることによって、点灯装置10側の抵抗器51と光源モジュール100側の抵抗器106との直列抵抗で電圧降下が生じる。抵抗器51,106の両端の電圧降下が検出電圧Vdet1であり、補助経路Psを用いて点灯装置10の制御部12へ入力される。
制御部12は、補助経路Psを用いて入力される検出電圧Vdet1に基づいて、光源モジュール100に流れる電流を制御する。
本実施形態の点灯装置10では、抵抗器106の抵抗値を変えた光源モジュール100を点灯装置10に接続して、主経路Pmおよび補助経路Psを形成することによって、光源に流すことができる電流値を変更することができる。また、本実施形態の点灯装置10では、抵抗器106の抵抗値を0Ω以上とすることができる。点灯装置10が有する電流検出のための抵抗器51と、光源モジュール100内に搭載された抵抗器106とは、直列に接続されるので、点灯装置10が出力する電流の最大値は、抵抗器106の抵抗値が0のときである。本実施形態の点灯装置10では、抵抗器106の抵抗値を大きくすることによって、点灯装置10の出力電流Ioは減少する方向となるので、安全に光源モジュール100を用いることができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態において、抵抗器106の抵抗値を無限大、すなわち被接続部104の第2接続端子15bと第3接続端子15cとの間をオープンとした場合には、点灯装置10の出力電流Ioが流れず、負荷解放状態となり、点灯装置10出力には過大な出力電圧が発生する。抵抗器が内蔵されていない光源モジュールを点灯装置に接続した場合にも同様の問題が生ずる。そこで、どのような光源モジュールを接続しても正常動作を行うことができる点灯装置が望まれる。
図2は、第2の実施形態の点灯装置10aの主要部の一例を模式的に示す回路図である。
第2の実施形態の点灯装置10aでは、電流検出入力端子50と、電流検出のための抵抗器51の一端、すなわち、第2出力端子16dとの間に、抵抗器71がさらに接続される。新たに追加された抵抗器71の一端、すなわち電流検出入力端子50に接続された端子は、制御部12に電気的に接続される。
電流検出のための抵抗器106が搭載されている光源モジュール100が点灯装置10aに接続された場合には、第1の実施形態の点灯装置10と同様に動作する。より具体的には、点灯装置10aの第1出力端子16cが接続部14の第1接続端子15aを介して、光源モジュール100の被接続部104の第1接続端子105aに接続される。点灯装置10aの第2出力端子16dは、接続部14の第2接続端子15bを介して、光源モジュール100の被接続部104の第2接続端子105bに接続される。電流検出入力端子50は、接続部14の第3接続端子15cを介して光源モジュール100の光源102と抵抗器106との接続ノード103に被接続部104の第3接続端子105cを介して接続される。本実施形態の点灯装置10aは、第1の実施形態の点灯装置10と同様に、2つの経路、すなわち主経路Pmと補助経路Psとを有する。主経路Pmは、第1出力端子16c→第1接続端子15a,105a→光源102の陽極→抵抗器106→第2接続端子105b,15b→第2出力端子16d→抵抗器51の経路である。また、補助経路Psは、第1出力端子16c→第1接続端子15a,105a→光源102の陽極→ノード103→第3接続端子105c,15c→電流検出入力端子50→抵抗器71→抵抗器51の経路である。本実施形態の点灯装置10aでは、光源102に流れる電流は、直列に接続された抵抗器106,51を含む主経路Pmを流れる。光源102に供給される電流は、抵抗器71,106の並列抵抗値と抵抗器51の抵抗値との直列抵抗値で生成される検出電圧Vdet1に基づいて、制御部12によって定電流制御される。検出電圧Vdet1は、電流検出入力端子50を介して、制御部12に入力される。制御部12に入力された検出電圧Vdet1は、たとえば、制御部12の内部の基準電源Vrefと比較され、基準電圧Vrefに等しくなるように制御部12によって制御される。
本実施形態の点灯装置10aでは、光源モジュール100に内蔵される抵抗器106の抵抗値は、任意の値のものを用いることができる。つまり、抵抗器106の抵抗値は、0Ω〜∞Ωとすることができる。抵抗器106の抵抗値を0Ωとした場合には、電流検出入力端子50で検出される検出電圧Vdet1は、第2出力端子16dにおける電位である。光源モジュール100に流れる電流は、点灯装置10aに搭載された抵抗器51の両端に発生する電圧で設定される。したがって、抵抗器106の抵抗値が0Ωの場合に、光源モジュール100には、最大の電流が供給される。
一方、抵抗器106の抵抗値を∞Ωとした場合には、第2出力端子16dはオープンである。光源モジュール100への電流は、補助経路Psを流れる。すなわち、光源モジュール100の電流は、第1出力端子16c→第1接続端子15a,105a→光源102の陽極→ノード103→第3接続端子105c,15c→電流検出入力端子50→抵抗器71→抵抗器51の経路で流れる。この場合には、光源102に流れる電流は、点灯装置10aに搭載された抵抗器51,71の直列抵抗によって与えられる抵抗値(2つの抵抗値の和)で決定される。
(第2の実施形態の変形例)
本実施形態の点灯装置10aでは、抵抗器106を内蔵した光源モジュール100に限らず、抵抗器を内蔵しない光源モジュールを接続して用いることができる。
図3(a)および図3(b)は、第2の実施形態の変形例に係る点灯装置の主要部の一例を模式的に表すブロック図である。
図3(a)に示すように、抵抗器106が内蔵されていない光源モジュール300は、直列接続された複数の光源302を有している。光源302は、上述の実施形態で説明した光源モジュール100に含まれる光源102と同一であってもよく、異なっていてもよい。本変形例の点灯装置に用いる光源モジュール300では、電流検出のためのノードがないため、陽極端子および陰極端子の2端子である。したがって、被接続部304は、2つの端子、すなわち、第1接続端子305aと第2接続端子305bとを有する。3端子の接続部14と接続をとるために被接続部304における第1接続端子305aおよび第2接続端子105bの位置が適切に設定される。この例の場合には、被接続部304の第1接続端子305aは、接続部14の第1接続端子15aと接続できる位置に設定される。被接続部304の第2接続端子305bは、接続部14の第2接続端子15bと接続できる位置に設定される。抵抗器106が内蔵されていない光源モジュール300が点灯装置10aの第1出力端子16cと第2出力端子16dとの間に接続された場合には、光源に供給される電流は、主経路Pmを流れる。光源に流れる電流値は、点灯装置10aに搭載された抵抗器51によって決定される。この場合においては、電流検出入力端子50は、光源モジュール300とは接続されていないが、検出電圧Vdet1は、抵抗器71を介して第2出力端子16dに接続されているので、制御部12への入力が不定になることはない。
図3(b)に示すように、光源モジュール300は、図3(a)の光源モジュール300とは、異なる接続位置を有する被接続部304aを介して点灯装置10aに接続される。光源モジュール300は、点灯装置10aの第1出力端子16cと電流検出入力端子50との間に接続することができる。光源モジュール300を第1出力端子16cと電流検出入力端子50との間に接続することによって、補助経路Psを用いて光源モジュール300に電流を供給することができる。被接続部304aの第1接続端子305aは、接続部14の第1接続端子15aと接続できる位置に設定される。被接続部304aの第2接続端子305bは、接続部14の第3接続端子15cと接続できる位置に設定される。光源モジュール300からの電流は、抵抗器71,51の直列抵抗に流れるので、これらの抵抗値によって検出電圧Vdet1が決定される。
このように、本実施形態の点灯装置10aでは、抵抗器106を内蔵した光源モジュール100の場合には、0Ω〜∞Ωの範囲で抵抗値を変化させた光源モジュール100を接続しても、最大電流を超えずに安全に用いることができる。また、抵抗器106を内蔵していない光源モジュール300を点灯装置のいずれの端子に接続した場合であっても、点灯装置は、正常かつ安全に点灯させることができる。
(第3の実施形態)
本実施形態の点灯装置では、光源モジュールと、点灯装置との接続位置を変更することによって、光源モジュールを構成する要素を変更することなく、光源モジュールに供給する電流を変化させることができる。
図4(a)および図4(b)は、第3の実施形態に係る点灯装置の主要部の例を模式的に表すブロック図である。
本実施形態の点灯装置10bは、第2の実施形態の点灯装置10aに対して、抵抗器71にさらに直列に抵抗器72が接続され、光源モジュールと接続するための第3出力端子16eが1つ追加されている点で相違する。
点灯装置10bは、抵抗器72をさらに備える。抵抗器72の一端は、第2出力端子16dに接続されている。抵抗器72の他端は、抵抗器71の一端に接続されるとともに、第3出力端子16eに接続される。なお、抵抗器71の一端は抵抗器72の他端に接続され、第2出力端子16dとの接続はされない。抵抗器71の他端は、電流検出入力端子50に接続され、電流検出入力端子50が接続されたノード103は、制御部12に電気的に接続される。
本実施形態の点灯装置10bでは、接続部14aおよび被接続部104bの構成が上述の他の実施形態の点灯装置と相違する。接続部14aは、4つの端子を有する。第1接続端子15aは、電力供給部16の第1出力端子16cに接続され、第2接続端子15bは第2出力端子16dに接続されている。第3接続端子15cは、電流検出入力端子50に接続され、第4接続端子15dは、第3出力端子16eに接続されている。
被接続部104bは、接続部14aの各接続端子に対応する4つの端子を有する。第1接続端子105aは、光源102の直列接続体102aに電流を流したときに最も高い電位となる光源102の陽極に接続されている。第2接続端子105bは、光源102の直列接続体102aに電流を流したときに最も低い電位となる陰極に一端が接続された抵抗器106の他端に接続されている。第3接続端子105cまたは第4接続端子105dのうちいずれか一方が直列接続体102aと抵抗器106とが接続されたノード103に接続される。接続部14aの各接続端子15a〜15dは、被接続部104bの各接続端子105a〜105dにそれぞれ電気的に接続される。接続部14aと被接続部104bとの電気的接続を容易にとることができるように、各接続端子の物理的な配置位置が設定される。たとえば、接続部14aと被接続部104bとは、以下のように接続される。被接続部104bの第1接続端子105aは、接続部14の第1接続端子15aと接続できる位置に設定される。被接続部104bの第2接続端子105bは、接続部14の第2接続端子15bと接続できる位置に設定される。被接続部104bの第3接続端子105cは、接続部14aの第3接続端子15cと接続できる位置に設定される。被接続部104bの第4接続端子105dは、接続部14aの第4接続端子15dと接続できる位置に設定される。
本実施形態の点灯装置10bは、光源モジュール100を接続した場合に、2つの主経路Pm1,Pm2と1つの補助経路Psとを有する。第1主経路Pm1は、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14a,104bの第1接続端子15a,105a→光源102→抵抗器106→接続部14a,104bの第2接続端子15b,105b→電力供給部16の第2出力端子16dの経路であり、前述の他の実施形態の点灯装置の主経路と同じである。第2主経路Pm2は、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14a,104bの第1接続端子15a,105a→光源102→抵抗器106→接続部14a,104bの第4接続端子15d,105d→電力供給部16の第3出力端子16eの経路である。なお、補助経路Psは、前述の他の実施形態の点灯装置と同様であり、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14a,104bの第1接続端子15a,105a→光源102→ノード103→接続部14a,104bの第3接続端子15c,105c→電流検出入力端子50の経路である。第1主経路Pm1と第2主経路Pm2とでは、光源モジュール100に内蔵された抵抗器106と直列に接続される抵抗器の抵抗値が異なるため、同一の光源102および抵抗器106を内蔵した光源モジュール100であっても、どちらの主経路に接続して電流を流すかによって光源102に供給される電流値を変えることができる。第1主経路Pm1を形成するように光源モジュール100を構成した場合には、光源に供給する電流値を設定する抵抗値Rs1は、抵抗器71,72の直列抵抗と抵抗器106との並列抵抗に抵抗器51が直列に接続された場合の合成抵抗の抵抗値となる。第2主経路Pm2を形成するように光源モジュール100を構成した場合には、光源に供給する電流値を設定する抵抗値Rs2は、抵抗器71,106の並列抵抗に、抵抗72,51を直列接続した場合の合成抵抗の抵抗値となる。これらの抵抗値の間には、Rs1<Rs2の関係があるので、第1主経路Pm1を形成して光源モジュールに電流を供給した場合の方が、第2主経路Pm2を形成した光源モジュールに電流を供給する場合よりも大きな電流値を設定できる。たとえば、同一の光源102と同一の抵抗器106を含む光源モジュール100の場合に、第1主経路Pm1か第2主経路Pm2かを選定することができる。第1主経路Pm1か第2主経路Pm2かを選定することによって、光源に供給する電流値を変更して、光源モジュールの明るさや色温度の設定を変更することができる。このような変更を被接続部104bの接続端子への接続を変更することによって容易に行うことができる。
(第3の実施形態の変形例)
第3の実施形態の点灯装置10bでは、抵抗器を内蔵していない光源モジュール300を接続して用いることができる。第2の実施形態の点灯装置10aの場合において説明したように、抵抗器を内蔵しない光源モジュール300を用いる場合には、主経路以外に、補助経路を形成して用いることができる。抵抗器を内蔵しない光源モジュールを接続する場合には、補助経路Psを第3主経路Pm3と呼ぶこととする。
図5は、第3の実施形態の変形例に係る点灯装置の主要部の例を模式的に表すブロック図である。
本実施形態の点灯装置10bは、第1主経路Pm1〜第3主経路Pm3を有する。第1主経路Pm1は、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14a,304の第1接続端子15a,305a→光源102→接続部14a,304の第2接続端子15b,305b→電力供給部16の第2出力端子16dの経路である。第2主経路Pm2は、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14a,304の第1接続端子15a,305a→光源102→被接続部304の第2接続端子305b→接続部14aの第4接続端子15d→電力供給部16の第2出力端子16eの経路である。第3主経路Pm3は、電力供給部16の第1出力端子16c→接続部14a,304の第1接続端子15a,305a→光源102→被接続部304の第2接続端子305b→接続部14aの第3接続端子15c→電流検出入力端子50の経路である。
第1主経路Pm1に含まれ、光源に供給する電流を設定する直列抵抗の抵抗値Rs1、第2主経路Pm2に含まれ、光源に供給する電流を設定する直列抵抗の抵抗値Rs2、および第3主経路Pm3に含まれ、光源に供給する電流を設定する直列抵抗の抵抗値Rs3は、Rs1<Rs2<Rs3の関係にある。したがって、光源モジュール300は、第1主経路Pm1、第2主経路Pm2、および第3主経路Pm3にそれぞれ接続されることができ、この順序で供給される電流値が小さくなる。
図5に示すように、本変形例の点灯装置10bでは、光源モジュール300の被接続部304の第1接続端子305aおよび第2接続端子305bを、点灯装置10bの接続部14aの接続端子のいずれに接続するかを設定する中間接続部106をさらに備えるようにしてもよい。
中間接続部106は、点灯装置10bの接続部14aと、光源モジュール300の被接続部304との間に設けられる。中間接続部106は、たとえば、中継用コネクタである。中間接続部106は、第1接続端子107a〜第4接続端子107dを有している。第1接続端子107a〜第4接続端子107dは、点灯装置10bの接続部14aの第1接続端子15a〜第4接続端子15dにそれぞれ電気的に接続されることができる。中間接続部106は、第5接続端子108aおよび第6接続端子108bを有している。第5接続端子108aおよび第6接続端子108bは、光源モジュール300の第1接続端子305aおよび第2接続端子305bにそれぞれ電気的に接続されることができる。
中間接続部106の第1接続端子107aは、第5接続端子108aと電気的に接続されている。中間接続部106の第6接続端子108bは、第2接続端子107b〜第4接続端子107dのいずれかに電気的に接続される。第6接続端子108bの接続先を、第2接続端子107b〜第4接続端子107dのいずれかとすることによって、第1主経路Pm1〜第3主経路Pm3のうちのいずれかに設定することができる。中間接続部106の第6接続端子108bと、第2接続端子107b〜第4接続端子107dのいずれかとの電気的接続は、あらかじめ接続を固定していてもよく、接続を後で変更できるようにしてもよい。
このように、第3の実施形態の変形例の点灯装置10bでは、抵抗器を内蔵していない光源モジュールを接続して用いることができる。また、抵抗器を内蔵していない光源モジュールをいずれかの端子に接続して、点灯装置10bと光源モジュール300とが形成する主経路を選定することによって、光源に供給される電流を変えることができる。さらに、点灯装置10bと光源モジュール300との接続に対して中間接続部106を用いることによって、容易に光源モジュールの接続先を変えることができる。そのため、同一の光源モジュールを用いて、光源に供給される電流値を変えることができる。
上述したように、第3の実施形態およびその変形例においては、抵抗器71と抵抗器51との間にさらに抵抗器72を直列に接続することによって、主経路のバリエーションを増やすことができる。本実施形態の点灯装置では、さらに抵抗器72と抵抗器51との間に直列に抵抗器を接続して主経路のバリエーションを増やすことができ、光源モジュールへの供給電流の変更を容易に行うことができる。
(第4の実施形態)
図6(a)および図6(b)は、第4の実施形態に係る照明器具を模式的に表す斜視図である。
図7は、第4の実施形態に係る光源モジュールを模式的に表す分解斜視図である。
図6(a)および図6(b)に表したように、照明器具200(照明装置)は、点灯装置10と、光源モジュール100と、器具本体120と、を備える。点灯装置10と光源モジュール100とには、上記第1の実施形態で説明したものが用いられる。器具本体120は、点灯装置10と光源モジュール100とを支持する。
照明器具200は、たとえば、光源モジュール100を下方に向けた状態で室内の天井に取り付けられる。照明器具200は、光源モジュール100から照射される光によって、室内を照明する。なお、照明器具200は、天井に限ることなく、たとえば、壁面などに取り付けてもよい。器具本体120は、たとえば、ネジなどによって天井に取り付けられる。このように、器具本体120は、点灯装置10および光源モジュール100の支持に用いられるとともに、天井などの取付対象への照明器具200の取り付けに用いられる。
器具本体120は、光源モジュール100の少なくとも一部を収容する凹部120aを有する。点灯装置10は、たとえば、凹部120aの内底面に取り付けられる。点灯装置10は、たとえば、凹部120a内に収容される。
点灯装置10は、たとえば、ネジなどによって凹部120aの内底面に取り付けられ、器具本体120に支持される。光源モジュール100は、たとえば、取付バネやネジなどによって器具本体120に取り付けられ、器具本体120に支持される。
図6に表したように、光源モジュール100は、支持体111と、カバー112と、保持部材113と、を備える。
支持体111は、基板115を支持する。基板115は、接着などによって支持体111に固定してもよいし、ネジ止めなどによって着脱可能に支持体111に取り付けてもよい。支持体111は、基板115を着脱可能に支持してもよい。基板115には、各光源102および抵抗器106が設けられる。各光源102および抵抗器106は、基板115の表面115aに並べて配置される。
基板115には、図示を省略した配線層が設けられている。各光源102は、配線層を介して互いに電気的に接続されている。また、配線層には、配線を介して接続部104が電気的に接続されている。接続部104は、たとえば、配線および基板115の配線層を介して各光源102と電気的に接続される。
カバー112は、支持体111に取り付けられ、支持体111に支持された基板115を覆う。カバー112は、たとえば、外力や塵埃などから基板115および各光源102を保護する。カバー112は、光透過性を有する。カバー112は、各光源102の放出する光に対して光透過性である。カバー112は、たとえば、透明である。カバー112は、たとえば、光拡散性を有してもよい。カバー112には、たとえば、光透過性の樹脂材料が用いられる。これにより、各光源102から放出された光が、カバー112を透過して外部に照射される。
保持部材113は、カバー112を支持体111に保持する。すなわち、保持部材113は、カバー112を支持体111から外れないようにする。光源モジュール100には、たとえば、複数の保持部材113が設けられる。この例では、3つの保持部材113が設けられる。保持部材113の数は、任意でよい。保持部材113の数は、たとえば、1つまたは2つでもよいし、4つ以上でもよい。
照明器具200を天井に設置する場合には、たとえば、器具本体120を室内側から天井板などにネジ止めする。器具本体120には、たとえば、光源モジュール100の落下を抑制するための少なくとも2本のチェーン(図示は省略)が設けられている。たとえば、2本のチェーンが、長手方向の両端付近に設けられる。光源モジュール100の支持体111には、たとえば、各チェーンに対応した複数のフックが設けられている。器具本体120を天井にネジ止めした後、これらの各チェーンの端部を光源モジュール100のフックに引っ掛けて、光源モジュール100を吊す。
光源モジュール100を吊した後、接続部14と接続部104とを接続することにより、点灯装置10と光源モジュール100とを電気的に接続する。配線の後、光源モジュール100を器具本体120に支持させる。これにより、照明器具200が天井に取り付けられる。
このように、照明器具200において、点灯装置10を用いる。これにより、たとえば、光源モジュール100の明るさや発光色の異なる複数の品種の照明器具200において、点灯装置10を共通に適用することができる。たとえば、複数の品種の照明器具200の製造において、部品点数を削減することができる。たとえば、照明器具200の製造コストを抑えることができる。
たとえば、照明器具200を天井などに取り付けた後、光源モジュール100の明るさや発光色などを変更したい場合がある。光源モジュール100の品種毎に点灯装置が設定されている場合には、光源モジュール100の交換に合わせて点灯装置も変更する必要がある。
これに対して、本実施形態に係る照明器具200では、光源モジュール100のみを交換して点灯装置10に接続するだけでよい。したがって、たとえば、明るさや発光色などを変更する際のコストも抑えることができる。たとえば、明るさや発光色などを変更する際に、点灯装置10を着脱する必要がなく、交換の作業性を向上させることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。