点灯回路及びそれを備えた照明装置
【課題】発光素子をＰＷＭ調光信号により調光する点灯回路において、深調光を安定して行なえるようにし、構成を簡単化する。
【解決手段】点灯回路は、ＰＷＭ調光信号のオン期間に、発光素子への供給電圧（Ｐ６）を第１振幅値Ｖ１とし、ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その電圧供給を停止する。指定される発光レベルが閾レベル以上であるとき、点灯回路は、発光レベルに応じてＰＷＭ調光信号のオン期間を延長又は短縮する。発光レベルが閾レベル未満であるとき、点灯回路は、オン期間を、閾レベル時の期間に維持し、発光素子への供給電圧を第２振幅値Ｖ２に切り替える期間を設け、その切替え期間を発光レベルに応じて延長又は短縮する。従って、オン期間に最短限度が設けられ、深調光時でもＰＷＭ調光信号を安定して生成できる。また、簡単な構成で深調光できる。
【解決手段】点灯回路は、ＰＷＭ調光信号のオン期間に、発光素子への供給電圧（Ｐ６）を第１振幅値Ｖ１とし、ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その電圧供給を停止する。指定される発光レベルが閾レベル以上であるとき、点灯回路は、発光レベルに応じてＰＷＭ調光信号のオン期間を延長又は短縮する。発光レベルが閾レベル未満であるとき、点灯回路は、オン期間を、閾レベル時の期間に維持し、発光素子への供給電圧を第２振幅値Ｖ２に切り替える期間を設け、その切替え期間を発光レベルに応じて延長又は短縮する。従って、オン期間に最短限度が設けられ、深調光時でもＰＷＭ調光信号を安定して生成できる。また、簡単な構成で深調光できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を調光する点灯回路及びにそれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外部から指定される調光比に応じたＰＷＭ調光信号を生成し、そのＰＷＭ調光信号を用いて発光素子を調光する点灯回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。この点灯回路においては、指定される調光比の低下に従って、ＰＷＭ調光信号のデューティ比が下がるように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の点灯回路においては、調光比の低下に伴って、ＰＷＭ調光信号のデューティ比が下がり過ぎると、回路特性に起因して、ＰＷＭ調光信号の安定した生成が難しくなることがある。そのため、深調光時（調光比が低い時）の発光素子の点灯状態が不安定になることがある。
【０００５】
そこで、上記点灯回路において、ＰＷＭ調光信号のオン期間に最短限度を設けることが考えられる。そして、オン期間が最短限度に達するまでは調光比に応じてオン期間を延長又は短縮し、オン期間が最短限度に達すると、調光比に関係なく、オン期間を最短限度に維持し、調光比に応じてＰＷＭ調光信号の振幅値を連続的に増減させることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、ＰＷＭ調光信号を構成する方形波の振幅値を連続的に増減するには、振幅値を連続的に増減する複雑なアナログ回路が必要になる。
【０００７】
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、深調光を安定して行うことができ、構成を簡単なものにすることができる点灯回路及びそれを備えた照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の点灯回路は、発光レベルを指定する調光信号が入力され、その調光信号に基づいて発光素子を調光する点灯回路において、前記調光信号により指定される発光レベルに応じたデューティ比のＰＷＭ調光信号を生成する調光信号変換部と、前記調光信号変換部により生成されたＰＷＭ調光信号のオン期間に、前記発光素子に第１の振幅値の電流又は電圧を供給し、該ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その供給を停止する給電制御部と、を備え、前記発光レベルが予め設定された閾レベル以上であるとき、前記調光信号変換部は、前記発光レベルに応じて、前記オン期間を延長又は短縮し、前記発光レベルが前記閾レベル未満であるとき、前記調光信号変換部は、前記オン期間を、前記発光レベルが前記閾レベルであるときの期間に維持し、前記給電制御部は、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を、前記第１の振幅値から、該第１の振幅値よりも低い第２の振幅値に切り替える期間を設け、その切替え期間を前記発光レベルに応じて延長又は短縮することを特徴とする。
【０００９】
この発明において、前記給電制御部は、前記発光レベルと前記切替え期間とを対応付けたルックアップテーブルを記憶した記憶部を有し、前記ルックアップテーブルを参照して、前記発光レベルに対応付けられた前記切替え期間だけ、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を前記第２の振幅値に切り替え、前記ルックアップテーブルにおいて、前記切替え期間は、その切替え期間うちの前記オフ期間を除いた前記オン期間の合計時間が前記発光レベルに比例するように設定されていることが好ましい。
【００１０】
この発明において、前記ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、前記発光素子が発光する閾電圧以上であって、前記調光信号により指定される下限の発光レベル以下で該発光素子を発光させることが可能な電圧を該発光素子に印加するための微小電流を流す微小電流発生部をさらに備えることが好ましい。
【００１１】
本発明の照明装置は、前記点灯回路と、前記点灯回路により調光制御される発光素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光レベルが閾レベル未満になって調光が深くなるとき、ＰＷＭ調光信号のオン期間は、閾レベル時のオン期間よりも短くはならず、一定になる。そして、発光素子への供給電流又は供給電圧が第１の振幅値から第２の振幅値に切り替わる期間が設けられ、その切替え期間が延長又は短縮されて、調光が行われる。従って、オン期間に最短限度が設けられることから、ＰＷＭ調光信号の安定した生成が可能になり、調光を安定して行うことができる。また、深調光は、振幅値の２値間の切替え制御とその切替え期間の制御とだけで行えることから、その構成をデジタル回路で実現でき、供給電流又は供給電圧の振幅値を発光レベルに応じて連続的に増減する複雑なアナログ回路は不要になり、構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る照明装置の斜視図、（ｂ）はその断面図。
【図２】上記照明装置に備えられた点灯回路の回路図。
【図３】上記照明装置の発光素子の電圧−電流特性図。
【図４】上記照明装置の各部の信号と発光素子への印加電圧のタイミングチャート。
【図５】上記発光素子の調光比に対するＰＷＭ制御信号及び振幅制御信号の各々のデューティ比を示すグラフ。
【図６】上記調光比の減少に伴う振幅制御信号の波形変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る照明装置について図１乃至図６を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）は、本実施形態の照明装置の構成を示す。照明装置１は、３つの発光パネル２、３、４と、それらの発光パネル２、３、４を収容する筐体５とを備え、天井、壁、床、スタンド等に固定して使用される。発光パネル２、３、４は、筐体５の一面に形成された３つの開口から、それぞれ、発光面が露出するように設けられている。
【００１５】
発光パネル２、３、４は、互いに同じ構成であり、以下、発光パネル２を例にとって説明する。発光パネル２は、発光素子２１と、その発光素子２１を調光する点灯回路２２とを備える。発光素子２１は、有機ＥＬ素子により構成される。点灯回路２２は、電源線に接続され、その電源線を介して商用電源から５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧が供給される。また、点灯回路２２は、信号線にも接続されており、その信号線を介して制御装置から調光信号が入力され、その入力された調光信号を基に、発光素子２１を調光する。この調光信号は、複数段のいずれかの調光比（発光レベル）を指定する信号である。電源線及び信号線の代わりとして、信号の重畳された電力を供給する信号・電源重畳線が用いられてもよい。
【００１６】
図２は、点灯回路２２の構成を示す。点灯回路２２は、外部入力の調光信号により指定される調光比（以下、単に調光比という）に応じたデューティ比のＰＷＭ調光信号を生成する調光信号変換回路２３（調光信号変換部）を有する。また、点灯回路２２は、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ回路２４を有する。また、点灯回路２２は、調光信号変換回路２３により生成されたＰＷＭ調光信号（以下、単にＰＷＭ調光信号という）に基づいて、ＡＣ−ＤＣ回路２４による出力電圧を発光素子２１に供給する給電制御回路２５（給電制御部）を有する。給電制御回路２５は、ＰＷＭ調光信号のオン期間に、ＡＣ−ＤＣ回路２４による出力電圧を第１振幅値の電圧に変換して発光素子２１に供給し、ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その供給を停止するものである。調光比が予め設定された閾値（閾レベル）以上であるとき、調光信号変換回路２３は、調光比に応じて、ＰＷＭ調光信号のオン期間を延長又は短縮し、例えば、調光比の増加に伴って、オン期間を延長する。調光比が閾値未満であるとき、調光信号変換回路２３は、ＰＷＭ調光信号のオン期間を、調光比が閾値であるときの期間に維持する。また、給電制御回路２５は、発光素子２１への供給電圧を第１振幅値としながら、その供給電圧を第１振幅値から、その第１振幅値よりも低い第２振幅値に切り替える期間を周期的に設け、その切替え期間を調光比に応じて延長又は短縮する。
【００１７】
また、点灯回路２２は、ＡＣ−ＤＣ回路２４から発光素子２１への通電経路中に挿入された電流検出用の抵抗器Ｒ１を用いて、発光素子２１に流れる電流を検出する電流検出回路２６を有する。電流検出回路２６は、抵抗器Ｒ１の両端電圧を検出する。その両端電圧は抵抗器Ｒ１に流れる電流に比例することから、電流検出回路２６は、電圧の検出信号を、電流の値を示す信号として、誤差アンプ等により増幅して出力する。後述するが、この検出信号は、発光素子２１への供給電圧の振幅値の切替えに用いられる。
【００１８】
ＡＣ−ＤＣ回路２４は、整流ダイオード又は力率改善機能を有した昇圧チョッパ回路等を用いて、交流電圧を直流電圧に変換する。給電制御回路２５は、ＡＣ−ＤＣ回路２４による出力電圧を、発光素子２１の駆動に適した電圧に降下させる電力変換回路２７と、電力変換回路２７を制御する制御回路２８とを有する。
【００１９】
電力変換回路２７は、ＡＣ−ＤＣ回路２４から発光素子２１への通電経路中に設けられたスイッチング素子２７ａと、ダイオードＤ１と、チョークコイルＬ１と、コンデンサＣ１とを有した降圧チョッパ回路である。この降圧チョッパ回路は、汎用の構成を有し、詳細な説明は省略する。上記降圧チョッパ回路は、スイッチング素子２７ａの入切り動作により発光素子２１への通電をオンオフして、チョークコイルＬ１により脈流電圧を生成し、その生成された脈流電圧をコンデンサＣ１により平滑化して発光素子２１に供給する。スイッチング素子２７ａは、高速のスイッチングが可能なＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ等により構成される。スイッチング素子２７ａは、電流が流れる方向の発光素子２１よりも下流側に配置されている。抵抗器Ｒ１は、電流がＡＣ−ＤＣ回路２４へ戻る方向のスイッチング素子２７ａよりも下流側に配置され、スイッチング素子２７ａと直列に接続されている。
【００２０】
制御回路２８は、調光比が閾値未満であるときだけ、調光比に応じたデューティ比の振幅制御信号を出力する振幅制御回路２８ａと、調光比とデューティ比とを対応付けたルックアップテーブルを記憶したメモリ２８ｂ（記憶部）とを有する。振幅制御信号は、発光素子２１への供給電圧を第１振幅値から第２振幅値に切り替えるべき期間にＨｉｇｈになるＰＷＭ信号であり、その切替え期間が調光比に応じて変更され、そのようにして、デューティ比が調光比に応じて増減される。振幅制御信号のデューティ比は、調光比が低下するほど、高くなるように設定されている。振幅制御回路２８ａは、メモリ２８ｂ内のルックアップテーブルを参照し、調光比に対応付けられたデューティ比で、振幅制御信号のＨｉｇｈ期間に発光素子２１への供給電圧を第２振幅値に切り替える。このようにして、振幅制御回路２８ａは、調光比に対応付けられた切替え期間だけ、発光素子２１への供給電圧を第２振幅値に切り替える。
【００２１】
また、制御回路２８は、振幅制御回路２８ａによる出力信号に基づき、電流検出回路２６による検出信号と比較する対象の参照電圧Ｖｒｅｆを切り替える基準切替回路２８ｃと、参照電圧Ｖｒｅｆと上記検出信号とを比較する比較器２８ｄとを有する。基準切替回路２８ｃは、抵抗器Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４により電源電圧Ｖｃｃを分圧する抵抗分圧回路と、抵抗器Ｒ４に並列接続され、振幅制御回路２８ａの出力信号を基に、電流を抵抗器Ｒ４に流すか又はバイパスするかを切り替えるスイッチング素子Ｔｒ１とを有する。抵抗Ｒ３、Ｒ４の両端電圧が参照電圧Ｖｒｅｆに設定されている。スイッチング素子Ｔｒ１は、振幅制御回路２８ａの出力信号がＬｏｗであるときに切状態になって、電流を抵抗器Ｒ４に流し、上記出力信号がＨｉｇｈであるときに入状態になって、電流をスイッチング素子Ｔｒ１に引き込み、抵抗器Ｒ４からバイパスさせる。この電流経路の切替えにより、スイッチング素子Ｔｒ１は、抵抗Ｒ３、Ｒ４の両端電圧、すなわち、参照電圧Ｖｒｅｆを、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の間で切り替える。振幅制御回路２８ａの出力信号がＬｏｗのときに参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈになり、上記出力信号がＨｉｇｈのときに参照電圧ＶｒｅｆがＬｏｗになるように、抵抗器Ｒ２〜Ｒ４は、各抵抗値が予め設定されている。スイッチング素子Ｔｒ１は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ等により構成される。
【００２２】
また、制御回路２８は、比較器２８ｄによる出力信号と調光信号変換回路２３から出力されるＰＷＭ調光信号とを乗算する乗算器２８ｅを有し、その乗算された信号を用いてスイッチング素子２７ａを入切りする。
【００２３】
ところで、発光素子２１は、有機ＥＬ素子により構成されることから、図３に示すダイオード特性を有する。この特性により、発光素子２１は、印加電圧が閾電圧Ｖｔｈ以上になると、発光し始める。ただし、閾電圧Ｖｔｈは、製造誤差に起因して個体間でばらつきがある。そのため、照明装置に、発光素子２１が複数、設けられている場合、次の問題が。すなわち、各発光素子２１の調光に、同じＰＷＭ調光信号が用いられたとしても、ＰＷＭ調光信号がオフ期間からオン期間に切り替わるときの各発光素子２１の発光タイミングに差が生じてしまう。
【００２４】
そこで、点灯回路２２は、ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、発光素子２１に、所定電圧を印加するための微小電流を流す微小電流発生回路２９をさらに有する。上記の所定電圧は、発光素子２１が発光する閾電圧Ｖｔｈ以上であって、調光信号により指定される下限の発光レベル以下で発光素子２１を発光させることが可能な電圧である。微小電流発生回路２９は、高インピーダンスのインピーダンス要素２９ａにより構成される。インピーダンス要素２９ａは、一端が発光素子２１の陰極に接続され、他端が接地されており、電流の流れる方向の発光素子２１よりも下流側に在り、電流が発光素子２１から電力変換回路２７に戻る経路から分岐した経路に挿入されている。この配置により、ＰＷＭ調光信号がオフであってスイッチング素子２７ａが切状態である期間においても、微小電流がＡＣ−ＤＣ回路２４から発光素子２１及びインピーダンス要素２９ａを経由してグランドへと流れる。インピーダンス要素２９ａは、抵抗器、順方向に接続されたダイオード、又は寄生ダイオード等により構成でき、その抵抗値は、例えば数ｋΩ〜数十ｋΩである。微小電流は、上記条件を満たす範囲内において、定格電流（例えば１００ｍＡ）に対して電流比で１％以下の値（例えば１ｍＡ以下）に設定されるのが好ましい。
【００２５】
次に、点灯回路２２の各部の動作について、図２に加え、図４を参照して説明する。図４は、図２に示される照明装置１内の点Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ７の各点における信号と発光素子２１への印加電圧Ｐ６とを示す。ここで、調光比は閾値未満であるとする。調光信号変換回路２３は、調光比が閾値と等しいときのデューティ比に固定されたＰＷＭ調光信号（点Ｐ１の信号）を出力する。ＰＷＭ調光信号の周期は、例えば０．５ｍｓ〜１０ｍｓ（周波数ｆ＝０．１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）である。振幅制御回路２８ａは、調光比に応じたデューティ比の振幅制御信号（点Ｐ２の信号）を出力する。この出力信号がＬｏｗであるとき、参照電圧ＶｒｅｆはＨｉｇｈになり、出力信号がＨｉｇｈであるとき、参照電圧ＶｒｅｆはＬｏｗになる（点Ｐ３の信号参照）。
【００２６】
スイッチング素子２７ａが入状態になると、抵抗器Ｒ１に流れる電流が、チョークコイルＬ１及びコンデンサＣ１の時定数に応じて増加し、電流検出回路２６による検出信号（点Ｐ３の信号）の値が増える。比較器２８ｄは、この検出信号の値が参照電圧Ｖｒｅｆに達すると、出力（点Ｐ４の信号）をＬｏｗにする。これにより、スイッチング素子２７ａが切状態になり、チョークコイルＬ１からのエネルギが放出されて、抵抗器Ｒ１に電流が流れるが、その電流は、上記時定数に応じて、徐々に減少し、電流検出回路２６による検出信号は減少する。そして、検出信号の値がゼロになるとき、比較器２８ｄは出力をＨｉｇｈとし、スイッチング素子２７ａが入状態になる。比較器２８ｄは、このような出力動作により、ＰＷＭ調光信号よりも高周波でパルス状の信号を出力する。その出力信号の周期は、電流検出回路２６による検出信号と略等しく、例えば１μｓ〜１０μｓ（周波数ｆ＝１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）である。
【００２７】
ところで、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わったとしても、抵抗器Ｒ１の電流は、チョークコイルＬ１及びコンデンサＣ１の時定数に応じて、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈであるときと同等の傾きで増減する。そのため、参照電圧ＶｒｅｆがＬｏｗに切り替わると、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈのときと比べ、電流検出回路２６による検出信号が参照電圧Ｖｒｅｆに達するまでの時間と、その後に検出信号がゼロに戻るまでの時間とが短くなり、検出信号の周波数が高くなる。従って、比較器２８ｄの出力信号の周波数も高くなる。その出力信号において、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈであるときのデューティ比を第１デューティ比とすると、参照電圧ＶｒｅｆがＬｏｗに切り替わった後には、デューティ比が、第１デューティ比よりも低い第２デューティ比に切り替わる。
【００２８】
乗算器２８ｅは、比較器２８ｄによる出力信号（点Ｐ４の信号）と、ＰＷＭ調光信号（点Ｐ１の信号）とを乗算する。この乗算により得られるスイッチング制御信号（点Ｐ５の信号）は、ＰＷＭ調光信号のオン期間Ｔｏｎには、信号値がＨｉｇｈとＬｏｗとの間で繰り返し切り替わり、ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆには、Ｌｏｗのままである。オン期間Ｔｏｎにおいて、振幅制御信号（点Ｐ２の信号）がＬｏｗである期間、スイッチング制御信号の値は第１デューティ比で切り替わり、振幅制御信号がＨｉｇｈである期間、信号値は第２デューティ比で切り替わる。
【００２９】
乗算器２８ｅは、このようなスイッチング制御信号でもってスイッチング素子２７ａを入切りする。その結果、スイッチング素子２７ａが第１デューティ比で入切りされているときには、発光素子２１への供給電圧Ｐ６は、第１振幅値Ｖ１となる。また、スイッチング素子２７ａが第２デューティ比で入切りされているときには、第２デューティ比が第１デューティ比よりも低い分だけ、発光素子２１への供給電圧Ｐ６が低下し、供給電圧は、第２振幅値Ｖ２となる。このようにして、第１振幅値Ｖ１と第２振幅値Ｖ２とを組み合わせて、各振幅値の期間の割合を変更することによりハイブリットタイプの調光が行われる。
【００３０】
発光素子２１に供給される電流（点Ｐ７の信号）は、発光素子２１への供給電圧に応じて増減する。ＰＷＭ調光信号のオン期間Ｔｏｎ、供給電流の振幅値は、供給電圧の振幅値の切り替わりに従って、２値の間で切り替わる。ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆ、発光素子２１には、微小電流発生回路２９から閾電圧Ｖｔｈを僅かに超える電圧が印加され、それにより、微小電流Ｉｍｉｎが流れる。
【００３１】
次に、ＰＷＭ調光信号及び振幅制御信号の各々のデューティ比制御について、図２に加えて、図５を参照して説明する。図５は、調光比に対する各信号のデューティ比を示す。
【００３２】
ＰＷＭ調光信号のデューティ比は、図中のラインＬ２で示す対調光比の関係に従って制御される。調光比が１００％から閾値までの範囲では、調光比の低下に比例して、デューティ比が減少する。そして、調光比が閾値未満の範囲では、調光比に関係なく、デューティ比が、調光比が閾値であるときのデューティ比、例えば１０％に維持される。
【００３３】
振幅制御信号のデューティ比は、図中のラインＬ３で示す対調光比の関係に従って制御される。この関係は、メモリ２８ｂに格納されたルックアップテーブルをグラフ化したものである。調光比が１００％から閾値までの範囲では、デューティ比はゼロである。そして、調光比が閾値未満の範囲では、調光比が所定値になるまで、調光比の低下に比例してデューティ比が増加する。そして、調光比が所定値になると、デューティ比が例えば５％から５０％へと飛越し設定される。調光比が所定値よりもさらに下がるときには、デューティ比が、その飛越し後の値を起点として、調光比の低減に比例して増加し、調光比が０％のとき、デューティ比は例えば５５％になる。
【００３４】
上述した飛越し設定の理由について図６を参照して説明する。ここで、振幅制御信号がＨｉｇｈである期間（振幅の切替え期間）をＴｈとする。この期間ＴｈがＰＷＭ調光信号（Ｐ１）のオン期間Ｔｏｎとしか重ならない場合には、調光信号に応じて振幅制御信号（Ｐ２）のデューティ比を増減すると、発光素子２１への供給電圧（Ｐ６）が第１振幅値Ｖ１である期間がリニアに増減する。一方、調光比が減少して期間Ｔｈがさらに延び、ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆと重なるとする。その場合、調光信号に応じて振幅制御信号のデューティ比を増減したとしても、オフ期間Ｔｏｆｆには、電力変換回路２７から発光素子２１への通電が遮断されていることから、供給電圧は実質的に変化しない。従って、指定される調光比に従って実際の調光比を下げるためには、期間Ｔｈを延ばして、期間Ｔｈが期間Ｔｏｆｆを超してＰＷＭ制御信号の次のオン期間Ｔｏｎと重なるようにする必要がある。そこで、指定される調光比に応じて発光素子２１の実際の調光比を線形的に増減できるようにするため、期間Ｔｈは、その期間Ｔｈのうちのオフ期間Ｔｏｆｆを除いたオン期間Ｔｏｎの合計時間が調光比に比例するように設定されている。
【００３５】
本実施形態の点灯回路２２においては、調光比が閾値未満になって調光が深くなるとき、ＰＷＭ調光信号のオン期間Ｔｏｎは、調光比が閾値である時のオン期間よりも短くはならず、一定になる。そして、発光素子２１への供給電圧が第１振幅値Ｖ１から第２振幅値Ｖ２に切り替わる期間が設けられ、その切替え期間が延長又は短縮されて、調光が行われる。従って、オン期間に最短限度が設けられることから、ＰＷＭ調光信号の安定した生成が可能になり、調光を安定して行うことができる。また、深調光は、振幅値の２値間の切替え制御とその切替え期間の制御とだけで行えることから、その構成をデジタル回路で実現でき、供給電圧の振幅値を発光レベルに応じて連続的に増減する複雑なアナログ回路は不要になり、構成が簡単になる。
【００３６】
また、指定される調光比が閾値未満であるとき、メモリ２８ｂ内のルックアップテーブルが参照され、ＰＷＭ調光信号のデューティ比を、その調光比に対応付けられたデューティ比に設定するだけで、発光素子２１の調光比を線形的に増減することができる。従って、調光比を線形的に増減するための構成を簡単にすることができる。
【００３７】
また、ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆ中であっても、発光素子１２には、閾電圧Ｖｔｈを僅かに超える電圧が印加され、指定される最低の調光比以下で僅かに発光する。そのため、ＰＷＭ調光信号がオフ期間Ｔｏｆｆからオン期間Ｔｏｎに切り替わるときに、発光素子２１への印加電圧が閾電圧Ｖｔｈを超えるまでに要する期間が無くなる。従って、閾電圧Ｖｔｈは、製品誤差に起因にして発光素子間で個体差があるが、複数の発光素子を点灯対象とした場合であっても、各発光素子間の点灯タイミングをそろえることができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、発光素子２１は、有機ＥＬ素子に限定されず、ダイオード特性を有するものであればよく、例えばＬＥＤであっても構わない。
【符号の説明】
【００３９】
１ 照明装置
２１ 発光素子
２２ 点灯回路
２３ 調光信号変換回路（調光信号変換部）
２５ 給電制御回路（給電制御部）
２７ 電力変換回路
２８ 制御回路
２９ 微小電流発生回路（微小電流発生部）
Ｔｏｎ ＰＷＭ調光信号のオン期間
Ｔｏｆｆ ＰＷＭ調光信号のオフ期間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を調光する点灯回路及びにそれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外部から指定される調光比に応じたＰＷＭ調光信号を生成し、そのＰＷＭ調光信号を用いて発光素子を調光する点灯回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。この点灯回路においては、指定される調光比の低下に従って、ＰＷＭ調光信号のデューティ比が下がるように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の点灯回路においては、調光比の低下に伴って、ＰＷＭ調光信号のデューティ比が下がり過ぎると、回路特性に起因して、ＰＷＭ調光信号の安定した生成が難しくなることがある。そのため、深調光時（調光比が低い時）の発光素子の点灯状態が不安定になることがある。
【０００５】
そこで、上記点灯回路において、ＰＷＭ調光信号のオン期間に最短限度を設けることが考えられる。そして、オン期間が最短限度に達するまでは調光比に応じてオン期間を延長又は短縮し、オン期間が最短限度に達すると、調光比に関係なく、オン期間を最短限度に維持し、調光比に応じてＰＷＭ調光信号の振幅値を連続的に増減させることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、ＰＷＭ調光信号を構成する方形波の振幅値を連続的に増減するには、振幅値を連続的に増減する複雑なアナログ回路が必要になる。
【０００７】
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、深調光を安定して行うことができ、構成を簡単なものにすることができる点灯回路及びそれを備えた照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の点灯回路は、発光レベルを指定する調光信号が入力され、その調光信号に基づいて発光素子を調光する点灯回路において、前記調光信号により指定される発光レベルに応じたデューティ比のＰＷＭ調光信号を生成する調光信号変換部と、前記調光信号変換部により生成されたＰＷＭ調光信号のオン期間に、前記発光素子に第１の振幅値の電流又は電圧を供給し、該ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その供給を停止する給電制御部と、を備え、前記発光レベルが予め設定された閾レベル以上であるとき、前記調光信号変換部は、前記発光レベルに応じて、前記オン期間を延長又は短縮し、前記発光レベルが前記閾レベル未満であるとき、前記調光信号変換部は、前記オン期間を、前記発光レベルが前記閾レベルであるときの期間に維持し、前記給電制御部は、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を、前記第１の振幅値から、該第１の振幅値よりも低い第２の振幅値に切り替える期間を設け、その切替え期間を前記発光レベルに応じて延長又は短縮することを特徴とする。
【０００９】
この発明において、前記給電制御部は、前記発光レベルと前記切替え期間とを対応付けたルックアップテーブルを記憶した記憶部を有し、前記ルックアップテーブルを参照して、前記発光レベルに対応付けられた前記切替え期間だけ、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を前記第２の振幅値に切り替え、前記ルックアップテーブルにおいて、前記切替え期間は、その切替え期間うちの前記オフ期間を除いた前記オン期間の合計時間が前記発光レベルに比例するように設定されていることが好ましい。
【００１０】
この発明において、前記ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、前記発光素子が発光する閾電圧以上であって、前記調光信号により指定される下限の発光レベル以下で該発光素子を発光させることが可能な電圧を該発光素子に印加するための微小電流を流す微小電流発生部をさらに備えることが好ましい。
【００１１】
本発明の照明装置は、前記点灯回路と、前記点灯回路により調光制御される発光素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光レベルが閾レベル未満になって調光が深くなるとき、ＰＷＭ調光信号のオン期間は、閾レベル時のオン期間よりも短くはならず、一定になる。そして、発光素子への供給電流又は供給電圧が第１の振幅値から第２の振幅値に切り替わる期間が設けられ、その切替え期間が延長又は短縮されて、調光が行われる。従って、オン期間に最短限度が設けられることから、ＰＷＭ調光信号の安定した生成が可能になり、調光を安定して行うことができる。また、深調光は、振幅値の２値間の切替え制御とその切替え期間の制御とだけで行えることから、その構成をデジタル回路で実現でき、供給電流又は供給電圧の振幅値を発光レベルに応じて連続的に増減する複雑なアナログ回路は不要になり、構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る照明装置の斜視図、（ｂ）はその断面図。
【図２】上記照明装置に備えられた点灯回路の回路図。
【図３】上記照明装置の発光素子の電圧−電流特性図。
【図４】上記照明装置の各部の信号と発光素子への印加電圧のタイミングチャート。
【図５】上記発光素子の調光比に対するＰＷＭ制御信号及び振幅制御信号の各々のデューティ比を示すグラフ。
【図６】上記調光比の減少に伴う振幅制御信号の波形変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る照明装置について図１乃至図６を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）は、本実施形態の照明装置の構成を示す。照明装置１は、３つの発光パネル２、３、４と、それらの発光パネル２、３、４を収容する筐体５とを備え、天井、壁、床、スタンド等に固定して使用される。発光パネル２、３、４は、筐体５の一面に形成された３つの開口から、それぞれ、発光面が露出するように設けられている。
【００１５】
発光パネル２、３、４は、互いに同じ構成であり、以下、発光パネル２を例にとって説明する。発光パネル２は、発光素子２１と、その発光素子２１を調光する点灯回路２２とを備える。発光素子２１は、有機ＥＬ素子により構成される。点灯回路２２は、電源線に接続され、その電源線を介して商用電源から５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧が供給される。また、点灯回路２２は、信号線にも接続されており、その信号線を介して制御装置から調光信号が入力され、その入力された調光信号を基に、発光素子２１を調光する。この調光信号は、複数段のいずれかの調光比（発光レベル）を指定する信号である。電源線及び信号線の代わりとして、信号の重畳された電力を供給する信号・電源重畳線が用いられてもよい。
【００１６】
図２は、点灯回路２２の構成を示す。点灯回路２２は、外部入力の調光信号により指定される調光比（以下、単に調光比という）に応じたデューティ比のＰＷＭ調光信号を生成する調光信号変換回路２３（調光信号変換部）を有する。また、点灯回路２２は、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ回路２４を有する。また、点灯回路２２は、調光信号変換回路２３により生成されたＰＷＭ調光信号（以下、単にＰＷＭ調光信号という）に基づいて、ＡＣ−ＤＣ回路２４による出力電圧を発光素子２１に供給する給電制御回路２５（給電制御部）を有する。給電制御回路２５は、ＰＷＭ調光信号のオン期間に、ＡＣ−ＤＣ回路２４による出力電圧を第１振幅値の電圧に変換して発光素子２１に供給し、ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その供給を停止するものである。調光比が予め設定された閾値（閾レベル）以上であるとき、調光信号変換回路２３は、調光比に応じて、ＰＷＭ調光信号のオン期間を延長又は短縮し、例えば、調光比の増加に伴って、オン期間を延長する。調光比が閾値未満であるとき、調光信号変換回路２３は、ＰＷＭ調光信号のオン期間を、調光比が閾値であるときの期間に維持する。また、給電制御回路２５は、発光素子２１への供給電圧を第１振幅値としながら、その供給電圧を第１振幅値から、その第１振幅値よりも低い第２振幅値に切り替える期間を周期的に設け、その切替え期間を調光比に応じて延長又は短縮する。
【００１７】
また、点灯回路２２は、ＡＣ−ＤＣ回路２４から発光素子２１への通電経路中に挿入された電流検出用の抵抗器Ｒ１を用いて、発光素子２１に流れる電流を検出する電流検出回路２６を有する。電流検出回路２６は、抵抗器Ｒ１の両端電圧を検出する。その両端電圧は抵抗器Ｒ１に流れる電流に比例することから、電流検出回路２６は、電圧の検出信号を、電流の値を示す信号として、誤差アンプ等により増幅して出力する。後述するが、この検出信号は、発光素子２１への供給電圧の振幅値の切替えに用いられる。
【００１８】
ＡＣ−ＤＣ回路２４は、整流ダイオード又は力率改善機能を有した昇圧チョッパ回路等を用いて、交流電圧を直流電圧に変換する。給電制御回路２５は、ＡＣ−ＤＣ回路２４による出力電圧を、発光素子２１の駆動に適した電圧に降下させる電力変換回路２７と、電力変換回路２７を制御する制御回路２８とを有する。
【００１９】
電力変換回路２７は、ＡＣ−ＤＣ回路２４から発光素子２１への通電経路中に設けられたスイッチング素子２７ａと、ダイオードＤ１と、チョークコイルＬ１と、コンデンサＣ１とを有した降圧チョッパ回路である。この降圧チョッパ回路は、汎用の構成を有し、詳細な説明は省略する。上記降圧チョッパ回路は、スイッチング素子２７ａの入切り動作により発光素子２１への通電をオンオフして、チョークコイルＬ１により脈流電圧を生成し、その生成された脈流電圧をコンデンサＣ１により平滑化して発光素子２１に供給する。スイッチング素子２７ａは、高速のスイッチングが可能なＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ等により構成される。スイッチング素子２７ａは、電流が流れる方向の発光素子２１よりも下流側に配置されている。抵抗器Ｒ１は、電流がＡＣ−ＤＣ回路２４へ戻る方向のスイッチング素子２７ａよりも下流側に配置され、スイッチング素子２７ａと直列に接続されている。
【００２０】
制御回路２８は、調光比が閾値未満であるときだけ、調光比に応じたデューティ比の振幅制御信号を出力する振幅制御回路２８ａと、調光比とデューティ比とを対応付けたルックアップテーブルを記憶したメモリ２８ｂ（記憶部）とを有する。振幅制御信号は、発光素子２１への供給電圧を第１振幅値から第２振幅値に切り替えるべき期間にＨｉｇｈになるＰＷＭ信号であり、その切替え期間が調光比に応じて変更され、そのようにして、デューティ比が調光比に応じて増減される。振幅制御信号のデューティ比は、調光比が低下するほど、高くなるように設定されている。振幅制御回路２８ａは、メモリ２８ｂ内のルックアップテーブルを参照し、調光比に対応付けられたデューティ比で、振幅制御信号のＨｉｇｈ期間に発光素子２１への供給電圧を第２振幅値に切り替える。このようにして、振幅制御回路２８ａは、調光比に対応付けられた切替え期間だけ、発光素子２１への供給電圧を第２振幅値に切り替える。
【００２１】
また、制御回路２８は、振幅制御回路２８ａによる出力信号に基づき、電流検出回路２６による検出信号と比較する対象の参照電圧Ｖｒｅｆを切り替える基準切替回路２８ｃと、参照電圧Ｖｒｅｆと上記検出信号とを比較する比較器２８ｄとを有する。基準切替回路２８ｃは、抵抗器Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４により電源電圧Ｖｃｃを分圧する抵抗分圧回路と、抵抗器Ｒ４に並列接続され、振幅制御回路２８ａの出力信号を基に、電流を抵抗器Ｒ４に流すか又はバイパスするかを切り替えるスイッチング素子Ｔｒ１とを有する。抵抗Ｒ３、Ｒ４の両端電圧が参照電圧Ｖｒｅｆに設定されている。スイッチング素子Ｔｒ１は、振幅制御回路２８ａの出力信号がＬｏｗであるときに切状態になって、電流を抵抗器Ｒ４に流し、上記出力信号がＨｉｇｈであるときに入状態になって、電流をスイッチング素子Ｔｒ１に引き込み、抵抗器Ｒ４からバイパスさせる。この電流経路の切替えにより、スイッチング素子Ｔｒ１は、抵抗Ｒ３、Ｒ４の両端電圧、すなわち、参照電圧Ｖｒｅｆを、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の間で切り替える。振幅制御回路２８ａの出力信号がＬｏｗのときに参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈになり、上記出力信号がＨｉｇｈのときに参照電圧ＶｒｅｆがＬｏｗになるように、抵抗器Ｒ２〜Ｒ４は、各抵抗値が予め設定されている。スイッチング素子Ｔｒ１は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ等により構成される。
【００２２】
また、制御回路２８は、比較器２８ｄによる出力信号と調光信号変換回路２３から出力されるＰＷＭ調光信号とを乗算する乗算器２８ｅを有し、その乗算された信号を用いてスイッチング素子２７ａを入切りする。
【００２３】
ところで、発光素子２１は、有機ＥＬ素子により構成されることから、図３に示すダイオード特性を有する。この特性により、発光素子２１は、印加電圧が閾電圧Ｖｔｈ以上になると、発光し始める。ただし、閾電圧Ｖｔｈは、製造誤差に起因して個体間でばらつきがある。そのため、照明装置に、発光素子２１が複数、設けられている場合、次の問題が。すなわち、各発光素子２１の調光に、同じＰＷＭ調光信号が用いられたとしても、ＰＷＭ調光信号がオフ期間からオン期間に切り替わるときの各発光素子２１の発光タイミングに差が生じてしまう。
【００２４】
そこで、点灯回路２２は、ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、発光素子２１に、所定電圧を印加するための微小電流を流す微小電流発生回路２９をさらに有する。上記の所定電圧は、発光素子２１が発光する閾電圧Ｖｔｈ以上であって、調光信号により指定される下限の発光レベル以下で発光素子２１を発光させることが可能な電圧である。微小電流発生回路２９は、高インピーダンスのインピーダンス要素２９ａにより構成される。インピーダンス要素２９ａは、一端が発光素子２１の陰極に接続され、他端が接地されており、電流の流れる方向の発光素子２１よりも下流側に在り、電流が発光素子２１から電力変換回路２７に戻る経路から分岐した経路に挿入されている。この配置により、ＰＷＭ調光信号がオフであってスイッチング素子２７ａが切状態である期間においても、微小電流がＡＣ−ＤＣ回路２４から発光素子２１及びインピーダンス要素２９ａを経由してグランドへと流れる。インピーダンス要素２９ａは、抵抗器、順方向に接続されたダイオード、又は寄生ダイオード等により構成でき、その抵抗値は、例えば数ｋΩ〜数十ｋΩである。微小電流は、上記条件を満たす範囲内において、定格電流（例えば１００ｍＡ）に対して電流比で１％以下の値（例えば１ｍＡ以下）に設定されるのが好ましい。
【００２５】
次に、点灯回路２２の各部の動作について、図２に加え、図４を参照して説明する。図４は、図２に示される照明装置１内の点Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ７の各点における信号と発光素子２１への印加電圧Ｐ６とを示す。ここで、調光比は閾値未満であるとする。調光信号変換回路２３は、調光比が閾値と等しいときのデューティ比に固定されたＰＷＭ調光信号（点Ｐ１の信号）を出力する。ＰＷＭ調光信号の周期は、例えば０．５ｍｓ〜１０ｍｓ（周波数ｆ＝０．１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）である。振幅制御回路２８ａは、調光比に応じたデューティ比の振幅制御信号（点Ｐ２の信号）を出力する。この出力信号がＬｏｗであるとき、参照電圧ＶｒｅｆはＨｉｇｈになり、出力信号がＨｉｇｈであるとき、参照電圧ＶｒｅｆはＬｏｗになる（点Ｐ３の信号参照）。
【００２６】
スイッチング素子２７ａが入状態になると、抵抗器Ｒ１に流れる電流が、チョークコイルＬ１及びコンデンサＣ１の時定数に応じて増加し、電流検出回路２６による検出信号（点Ｐ３の信号）の値が増える。比較器２８ｄは、この検出信号の値が参照電圧Ｖｒｅｆに達すると、出力（点Ｐ４の信号）をＬｏｗにする。これにより、スイッチング素子２７ａが切状態になり、チョークコイルＬ１からのエネルギが放出されて、抵抗器Ｒ１に電流が流れるが、その電流は、上記時定数に応じて、徐々に減少し、電流検出回路２６による検出信号は減少する。そして、検出信号の値がゼロになるとき、比較器２８ｄは出力をＨｉｇｈとし、スイッチング素子２７ａが入状態になる。比較器２８ｄは、このような出力動作により、ＰＷＭ調光信号よりも高周波でパルス状の信号を出力する。その出力信号の周期は、電流検出回路２６による検出信号と略等しく、例えば１μｓ〜１０μｓ（周波数ｆ＝１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）である。
【００２７】
ところで、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わったとしても、抵抗器Ｒ１の電流は、チョークコイルＬ１及びコンデンサＣ１の時定数に応じて、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈであるときと同等の傾きで増減する。そのため、参照電圧ＶｒｅｆがＬｏｗに切り替わると、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈのときと比べ、電流検出回路２６による検出信号が参照電圧Ｖｒｅｆに達するまでの時間と、その後に検出信号がゼロに戻るまでの時間とが短くなり、検出信号の周波数が高くなる。従って、比較器２８ｄの出力信号の周波数も高くなる。その出力信号において、参照電圧ＶｒｅｆがＨｉｇｈであるときのデューティ比を第１デューティ比とすると、参照電圧ＶｒｅｆがＬｏｗに切り替わった後には、デューティ比が、第１デューティ比よりも低い第２デューティ比に切り替わる。
【００２８】
乗算器２８ｅは、比較器２８ｄによる出力信号（点Ｐ４の信号）と、ＰＷＭ調光信号（点Ｐ１の信号）とを乗算する。この乗算により得られるスイッチング制御信号（点Ｐ５の信号）は、ＰＷＭ調光信号のオン期間Ｔｏｎには、信号値がＨｉｇｈとＬｏｗとの間で繰り返し切り替わり、ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆには、Ｌｏｗのままである。オン期間Ｔｏｎにおいて、振幅制御信号（点Ｐ２の信号）がＬｏｗである期間、スイッチング制御信号の値は第１デューティ比で切り替わり、振幅制御信号がＨｉｇｈである期間、信号値は第２デューティ比で切り替わる。
【００２９】
乗算器２８ｅは、このようなスイッチング制御信号でもってスイッチング素子２７ａを入切りする。その結果、スイッチング素子２７ａが第１デューティ比で入切りされているときには、発光素子２１への供給電圧Ｐ６は、第１振幅値Ｖ１となる。また、スイッチング素子２７ａが第２デューティ比で入切りされているときには、第２デューティ比が第１デューティ比よりも低い分だけ、発光素子２１への供給電圧Ｐ６が低下し、供給電圧は、第２振幅値Ｖ２となる。このようにして、第１振幅値Ｖ１と第２振幅値Ｖ２とを組み合わせて、各振幅値の期間の割合を変更することによりハイブリットタイプの調光が行われる。
【００３０】
発光素子２１に供給される電流（点Ｐ７の信号）は、発光素子２１への供給電圧に応じて増減する。ＰＷＭ調光信号のオン期間Ｔｏｎ、供給電流の振幅値は、供給電圧の振幅値の切り替わりに従って、２値の間で切り替わる。ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆ、発光素子２１には、微小電流発生回路２９から閾電圧Ｖｔｈを僅かに超える電圧が印加され、それにより、微小電流Ｉｍｉｎが流れる。
【００３１】
次に、ＰＷＭ調光信号及び振幅制御信号の各々のデューティ比制御について、図２に加えて、図５を参照して説明する。図５は、調光比に対する各信号のデューティ比を示す。
【００３２】
ＰＷＭ調光信号のデューティ比は、図中のラインＬ２で示す対調光比の関係に従って制御される。調光比が１００％から閾値までの範囲では、調光比の低下に比例して、デューティ比が減少する。そして、調光比が閾値未満の範囲では、調光比に関係なく、デューティ比が、調光比が閾値であるときのデューティ比、例えば１０％に維持される。
【００３３】
振幅制御信号のデューティ比は、図中のラインＬ３で示す対調光比の関係に従って制御される。この関係は、メモリ２８ｂに格納されたルックアップテーブルをグラフ化したものである。調光比が１００％から閾値までの範囲では、デューティ比はゼロである。そして、調光比が閾値未満の範囲では、調光比が所定値になるまで、調光比の低下に比例してデューティ比が増加する。そして、調光比が所定値になると、デューティ比が例えば５％から５０％へと飛越し設定される。調光比が所定値よりもさらに下がるときには、デューティ比が、その飛越し後の値を起点として、調光比の低減に比例して増加し、調光比が０％のとき、デューティ比は例えば５５％になる。
【００３４】
上述した飛越し設定の理由について図６を参照して説明する。ここで、振幅制御信号がＨｉｇｈである期間（振幅の切替え期間）をＴｈとする。この期間ＴｈがＰＷＭ調光信号（Ｐ１）のオン期間Ｔｏｎとしか重ならない場合には、調光信号に応じて振幅制御信号（Ｐ２）のデューティ比を増減すると、発光素子２１への供給電圧（Ｐ６）が第１振幅値Ｖ１である期間がリニアに増減する。一方、調光比が減少して期間Ｔｈがさらに延び、ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆと重なるとする。その場合、調光信号に応じて振幅制御信号のデューティ比を増減したとしても、オフ期間Ｔｏｆｆには、電力変換回路２７から発光素子２１への通電が遮断されていることから、供給電圧は実質的に変化しない。従って、指定される調光比に従って実際の調光比を下げるためには、期間Ｔｈを延ばして、期間Ｔｈが期間Ｔｏｆｆを超してＰＷＭ制御信号の次のオン期間Ｔｏｎと重なるようにする必要がある。そこで、指定される調光比に応じて発光素子２１の実際の調光比を線形的に増減できるようにするため、期間Ｔｈは、その期間Ｔｈのうちのオフ期間Ｔｏｆｆを除いたオン期間Ｔｏｎの合計時間が調光比に比例するように設定されている。
【００３５】
本実施形態の点灯回路２２においては、調光比が閾値未満になって調光が深くなるとき、ＰＷＭ調光信号のオン期間Ｔｏｎは、調光比が閾値である時のオン期間よりも短くはならず、一定になる。そして、発光素子２１への供給電圧が第１振幅値Ｖ１から第２振幅値Ｖ２に切り替わる期間が設けられ、その切替え期間が延長又は短縮されて、調光が行われる。従って、オン期間に最短限度が設けられることから、ＰＷＭ調光信号の安定した生成が可能になり、調光を安定して行うことができる。また、深調光は、振幅値の２値間の切替え制御とその切替え期間の制御とだけで行えることから、その構成をデジタル回路で実現でき、供給電圧の振幅値を発光レベルに応じて連続的に増減する複雑なアナログ回路は不要になり、構成が簡単になる。
【００３６】
また、指定される調光比が閾値未満であるとき、メモリ２８ｂ内のルックアップテーブルが参照され、ＰＷＭ調光信号のデューティ比を、その調光比に対応付けられたデューティ比に設定するだけで、発光素子２１の調光比を線形的に増減することができる。従って、調光比を線形的に増減するための構成を簡単にすることができる。
【００３７】
また、ＰＷＭ調光信号のオフ期間Ｔｏｆｆ中であっても、発光素子１２には、閾電圧Ｖｔｈを僅かに超える電圧が印加され、指定される最低の調光比以下で僅かに発光する。そのため、ＰＷＭ調光信号がオフ期間Ｔｏｆｆからオン期間Ｔｏｎに切り替わるときに、発光素子２１への印加電圧が閾電圧Ｖｔｈを超えるまでに要する期間が無くなる。従って、閾電圧Ｖｔｈは、製品誤差に起因にして発光素子間で個体差があるが、複数の発光素子を点灯対象とした場合であっても、各発光素子間の点灯タイミングをそろえることができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、発光素子２１は、有機ＥＬ素子に限定されず、ダイオード特性を有するものであればよく、例えばＬＥＤであっても構わない。
【符号の説明】
【００３９】
１ 照明装置
２１ 発光素子
２２ 点灯回路
２３ 調光信号変換回路（調光信号変換部）
２５ 給電制御回路（給電制御部）
２７ 電力変換回路
２８ 制御回路
２９ 微小電流発生回路（微小電流発生部）
Ｔｏｎ ＰＷＭ調光信号のオン期間
Ｔｏｆｆ ＰＷＭ調光信号のオフ期間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光レベルを指定する調光信号が入力され、その調光信号に基づいて発光素子を調光する点灯回路において、
前記調光信号により指定される発光レベルに応じたデューティ比のＰＷＭ調光信号を生成する調光信号変換部と、
前記調光信号変換部により生成されたＰＷＭ調光信号のオン期間に、前記発光素子に第１の振幅値の電流又は電圧を供給し、該ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その供給を停止する給電制御部と、を備え、
前記発光レベルが予め設定された閾レベル以上であるとき、前記調光信号変換部は、前記発光レベルに応じて、前記オン期間を延長又は短縮し、
前記発光レベルが前記閾レベル未満であるとき、前記調光信号変換部は、前記オン期間を、前記発光レベルが前記閾レベルであるときの期間に維持し、前記給電制御部は、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を、前記第１の振幅値から、該第１の振幅値よりも低い第２の振幅値に切り替える期間を設け、その切替え期間を前記発光レベルに応じて延長又は短縮することを特徴とする点灯回路。
【請求項２】
前記給電制御部は、前記発光レベルと前記切替え期間とを対応付けたルックアップテーブルを記憶した記憶部を有し、前記ルックアップテーブルを参照して、前記発光レベルに対応付けられた前記切替え期間だけ、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を前記第２の振幅値に切り替え、
前記ルックアップテーブルにおいて、前記切替え期間は、その切替え期間うちの前記オフ期間を除いた前記オン期間の合計時間が前記発光レベルに比例するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項３】
前記ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、前記発光素子が発光する閾電圧以上であって、前記調光信号により指定される下限の発光レベル以下で該発光素子を発光させることが可能な電圧を該発光素子に印加するための微小電流を流す微小電流発生部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の点灯回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の点灯回路と、
前記点灯回路により調光制御される発光素子と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
発光レベルを指定する調光信号が入力され、その調光信号に基づいて発光素子を調光する点灯回路において、
前記調光信号により指定される発光レベルに応じたデューティ比のＰＷＭ調光信号を生成する調光信号変換部と、
前記調光信号変換部により生成されたＰＷＭ調光信号のオン期間に、前記発光素子に第１の振幅値の電流又は電圧を供給し、該ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、その供給を停止する給電制御部と、を備え、
前記発光レベルが予め設定された閾レベル以上であるとき、前記調光信号変換部は、前記発光レベルに応じて、前記オン期間を延長又は短縮し、
前記発光レベルが前記閾レベル未満であるとき、前記調光信号変換部は、前記オン期間を、前記発光レベルが前記閾レベルであるときの期間に維持し、前記給電制御部は、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を、前記第１の振幅値から、該第１の振幅値よりも低い第２の振幅値に切り替える期間を設け、その切替え期間を前記発光レベルに応じて延長又は短縮することを特徴とする点灯回路。
【請求項２】
前記給電制御部は、前記発光レベルと前記切替え期間とを対応付けたルックアップテーブルを記憶した記憶部を有し、前記ルックアップテーブルを参照して、前記発光レベルに対応付けられた前記切替え期間だけ、前記発光素子への供給電流又は供給電圧を前記第２の振幅値に切り替え、
前記ルックアップテーブルにおいて、前記切替え期間は、その切替え期間うちの前記オフ期間を除いた前記オン期間の合計時間が前記発光レベルに比例するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項３】
前記ＰＷＭ調光信号のオフ期間に、前記発光素子が発光する閾電圧以上であって、前記調光信号により指定される下限の発光レベル以下で該発光素子を発光させることが可能な電圧を該発光素子に印加するための微小電流を流す微小電流発生部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の点灯回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の点灯回路と、
前記点灯回路により調光制御される発光素子と、を備えることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６９５７３（Ｐ２０１３−６９５７３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８０１０（Ｐ２０１１−２０８０１０）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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