点灯装置およびそれを備えた照明器具
【課題】電源回路にかかるストレスや雑音を低減することができる点灯装置およびそれを備えた照明器具を提供する。
【解決手段】サージ低減回路６は、第１の発光部２５の発光素子２１，２２に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６の発光素子２３，２４に直列接続された第２のインダクタ６２とを有している。第１のインダクタ６１と第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なる。第１の発光部２５と第２の発光部２６とでは、電流の立ち上がりや立ち下がり時における変化率が異なるため、両発光部２５，２６において電流がピークに達するタイミングにばらつきが生じる。直流電源回路３の電流波形は、ピークのタイミングがずれた波形同士を重ね合わせた波形となり、サージ電流の成分が時間軸方向に分散されることとなり、直流電源回路３に流れる電流のピーク値が小さく抑えられる。
【解決手段】サージ低減回路６は、第１の発光部２５の発光素子２１，２２に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６の発光素子２３，２４に直列接続された第２のインダクタ６２とを有している。第１のインダクタ６１と第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なる。第１の発光部２５と第２の発光部２６とでは、電流の立ち上がりや立ち下がり時における変化率が異なるため、両発光部２５，２６において電流がピークに達するタイミングにばらつきが生じる。直流電源回路３の電流波形は、ピークのタイミングがずれた波形同士を重ね合わせた波形となり、サージ電流の成分が時間軸方向に分散されることとなり、直流電源回路３に流れる電流のピーク値が小さく抑えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を点灯させる点灯装置およびそれを備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）やＬＥＤ（Light EmittingDiode）などの発光素子に直流電圧を印加して発光素子を点灯させる点灯装置が提供されている。この種の点灯装置には、所望の直流電圧を出力する電源回路（直流電源手段）と、電源回路と発光素子（有機ＥＬ素子）との間に挿入されたスイッチング素子とを有した点灯装置がある（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載の点灯装置は、スイッチング素子のデューティ比を可変的に制御することで発光素子の光出力を変化させることができるように構成されている。
【０００３】
ただし、たとえば有機ＥＬからなる発光素子を点灯させる点灯装置においては、有機ＥＬは容量性の素子であるため、電源回路の出力がオンまたはオフする際、発光素子の容量成分によりサージ電流が流れることがある。これに対して、直流電源とＥＬ素子部との間にコイルや抵抗を挿入することによって、ＥＬ素子部の電流の立ち上がりや立ち下がりを緩和することが考えられている（たとえば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６５８０５号公報
【特許文献２】特許第４３５９９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したような構成であっても、サージ電流の成分が幾分か残っていると、複数の発光素子を同時に点灯させるような場合に、サージ電流が問題になる可能性がある。すなわち、発光素子が点灯装置に複数並列接続されている場合、これら複数の発光素子に対して電源回路の出力が一斉にオンまたはオフすると、これら複数の発光素子でサージ電流が一斉に発生し、電源回路にかかるストレスや雑音が大きくなる。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、電源回路にかかるストレスや雑音を低減することができる点灯装置およびそれを備えた照明器具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】
【０００７】
本発明の点灯装置は、それぞれ発光素子を有し並列に接続された複数の発光部に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路と前記複数の前記発光部との間に挿入されるインピーダンス素子を前記発光部ごとに有し、前記インピーダンス素子と前記発光部との直列回路の時定数を前記インピーダンス素子のインピーダンス値によって決めるサージ低減回路とを備え、前記サージ低減回路は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類の前記インピーダンス素子を有することを特徴とする。
【０００８】
この点灯装置において、前記インピーダンス素子はインダクタであることが望ましい。
【０００９】
この点灯装置において、前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記発光素子の光出力を変化させる調光制御部を備えることがより望ましい。
【００１０】
この点灯装置において、前記発光素子は有機ＥＬ素子であることがより望ましい。
【００１１】
この点灯装置において、前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を変化させるタイミングを前記複数の前記発光部で揃えることがより望ましい。
【００１２】
この点灯装置において、前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を前記発光部ごとに個別に変化させることがより望ましい。
【００１３】
この点灯装置において、前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を前記発光部ごとに個別に有し、前記出力制御部は、複数の前記スイッチング素子を前記発光部ごとに異なる周期でスイッチングすることがより望ましい。
【００１４】
本発明の照明器具は、上記いずれかの点灯装置と、前記発光素子が設けられた器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、サージ低減回路が、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子を有するので、電源回路にかかるストレスや雑音を低減することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。
【図２】実施形態１に係る照明器具の構成を示す分解斜視図である。
【図３】比較例の動作を示す説明図である。
【図４】実施形態１に係る点灯装置の動作を示す説明図である。
【図５】実施形態１に係る点灯装置の他の構成を示す概略回路図である。
【図６】実施形態１に係る点灯装置のさらに他の構成を示す概略回路図である。
【図７】実施形態２に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。
【図８】実施形態３に係る点灯装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
本実施形態の照明器具１０は、図２に示すように、複数の発光部２５，２６（図１参照）が設けられたパネル型の器具本体１００と、発光部２５，２６に電圧を印加して発光部２５，２６を点灯させる点灯装置１とを備えている。この照明器具１０では、発光部２５，２６は面状光源であり縦横に２枚ずつ並ぶように配置された４枚の発光素子２１〜２４（以下、各々を特に区別しないときには「発光素子２０」という）からなり、点灯装置１は全ての発光素子２０に対して電気的に接続される。このように、面状光源からなる発光素子２０を用いれば、照明器具１０の薄型化を図ることができ、たとえば屋内照明として好適な照明器具１０を実現できる。
【００１８】
以下、点灯装置１の詳しい構成について、図１を参照して説明する。
【００１９】
点灯装置１は、所望の直流電圧を出力する直流電源回路３と、直流電源回路３と発光部２５，２６との間に挿入され発光部２５，２６への直流電源回路３の出力を制御するスイッチング素子４と、スイッチング素子４を制御する制御部５とを有している。さらに、点灯装置１は、直流電源回路３の正極側の出力端と発光部２５，２６との間に挿入されたサージ低減回路６を有している。サージ低減回路６については後述する。なお、制御部５はたとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として構成される。
【００２０】
発光部２５，２６を構成する各発光素子２０は、それぞれ面状光源である有機ＥＬ（ElectroLuminescence）パネルからなり、直流電源回路３から出力される直流電圧が印加されることにより発光する。本実施形態では、各発光素子２１〜２４はいずれも同種で同サイズの有機ＥＬパネルからなる。
【００２１】
ここで、発光素子２１と発光素子２２とが直列接続されて第１の発光部２５を構成するとともに、発光素子２３と発光素子２４とが直列接続されて第２の発光部２６を構成しており、両発光部２５，２６は直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されている。
【００２２】
直流電源回路３は、ダイオードブリッジからなる整流回路３１とコンバータ３２とから構成されており、交流電源３０からの交流電圧を整流回路３１で全波整流し、整流された脈流電圧をコンバータ３２にて所望の大きさの直流電圧に降圧する。コンバータ３２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor）からなるスイッチ要素３３と、インダクタ３４と、コンデンサ３５との直列回路を、整流回路３１の出力端間に有している。さらに、コンバータ３２は、インダクタ３４およびコンデンサ３５の直列回路の両端間に接続されたダイオード３６と、スイッチ要素３３をスイッチングする駆動回路３７とを具備している。
【００２３】
このコンバータ３２は、スイッチ要素３３を駆動回路３７で制御して、スイッチ要素３３のデューティ比を変更するＰＷＭ（Pulse WidthModulation）制御を行うことにより、所望の大きさの直流電圧を出力端となるコンデンサ３５の両端から出力する。本実施形態では、駆動回路３７は発光素子２０を点灯させるのに必要な大きさの電圧がコンバータ３２から出力されるようにＰＷＭ制御を行う。
【００２４】
なお、コンバータ３２は、上述したような降圧回路に限らず、たとえば昇圧回路や昇降圧チョッパ回路などで構成されていてもよく、ＰＦＣ（Power FactorCorrection）回路としての機能を有していてもよい。また、コンバータ３２に代えて平滑コンデンサのみが設けられていてもよい。チョッパ回路の場合、スイッチ要素３３は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚでスイッチングされる。
【００２５】
スイッチング素子４は、ＭＯＳＦＥＴからなり、直流電源回路３の負極側の出力端と発光部２５，２６との間に挿入されている。制御部５は、スイッチング素子４に制御信号を与えることによりスイッチング素子４のオン・オフを交互に切り替え、直流電源回路３の出力電圧が発光部２５，２６に間欠的に印加されるようにスイッチング素子４を制御する。スイッチング素子４および制御部５は、発光部２５，２６に印加される直流電源回路３の出力を制御する出力制御部７を構成する。本実施形態では、出力制御部７は第１および第２の両発光部２５，２６に共通のスイッチング素子４を有するので、直流電源回路３の出力を変化させるタイミングは、第１および第２の両発光部２５，２６で揃うことになる。
【００２６】
ここで、本実施形態の点灯装置１は、スイッチング素子４のスイッチングを行うことにより発光素子２０の光出力を変化させる調光点灯モードを含む複数の点灯モードでの動作が可能である。この場合、スイッチング素子４および制御部５は調光制御部を構成する。調光点灯モードでは、制御部５はスイッチング素子４に矩形波状のＰＷＭ信号を与えてスイッチング素子４を駆動し、スイッチング素子４のデューティ比を変更するＰＷＭ制御を行うことにより発光素子２０の光出力を変化させる。本実施形態では、点灯装置１は少なくとも、このようにスイッチング素子４を断続的にオンさせる調光点灯モードと、スイッチング素子４を連続的にオンさせる全点灯モード（ＤＣ点灯モード）とを切替可能である。これらの点灯モードは、図示しないリモコン装置などからの操作信号に応じて制御部５が切り替える。
【００２７】
また、制御部５は、スイッチング素子４のＰＷＭ制御の代わりに、コンバータ３２の出力電圧（スイッチング素子４のオン時に発光部２５，２６に印加される電圧）の大きさを調光率に応じて変化させてもよい。あるいは、制御部５は、スイッチング素子４のＰＷＭ制御に加え、コンバータ３２の出力電圧の大きさを調光率に応じて変化させてもよい。つまり、制御部５は、調光が深く（調光率が低く）なる程コンバータ３２の出力電圧を小さくするようにコンバータ３２を制御してもよい。この場合、制御部５およびコンバータ３２が、発光部２５，２６に印加される直流電源回路３の出力を制御する出力制御部７を構成する。
【００２８】
図１において、サージ低減回路６は、第１の発光部２５の発光素子２１，２２と直列に接続された第１のインダクタ６１、および第２の発光部２６の発光素子２３，２４と直列に接続された第２のインダクタ６２を有している。第１および第２の各インダクタ６１，６２は、サージ電流を低減させるインピーダンス素子として機能する。これにより、第１のインダクタ６１および第１の発光部２５の直列回路の時定数は、第１のインダクタ６１のインダクタンス（インピーダンス値）によって決定されることになる。同様に、第２のインダクタ６２および第２の発光部２６の直列回路の時定数は、第２のインダクタ６２のインダクタンス（インピーダンス値）によって決定される。
【００２９】
ところで、直流電源回路３の出力が変化する際、つまりスイッチング素子４により直流電源回路３の出力がオンまたはオフする際あるいはコンバータ３２の出力電圧の大きさが変化する際、発光素子２０の容量成分に起因してサージ電流が流れることがある。このサージ電流は、サージ低減回路６のインピーダンス素子である第１および第２のインダクタ６１，６２が、発光素子２０に流れる電流の立ち上がりや立ち下がりを緩和することにより、ある程度低減される。
【００３０】
ここにおいて、サージ電流を低減させるためのインピーダンス素子はインダクタ６１，６２であるので、サージ低減回路６のインダクタンス（インピーダンス値）が大きくなるほど、サージ電流成分は減少する。ただし、サージ低減回路６のインダクタンスが大きくなると、インダクタ６１，６２の誘導成分（Ｌ成分）と、容量性の素子である発光素子（有機ＥＬ）２０の容量成分（Ｃ成分）とが共振し、電流波形が大きく歪んだり振動したりする。したがって、サージ低減回路６のインダクタンスの最適値は、これらの歪みや振動が影響しない範囲において、サージ電流を最も小さく抑えられる値である。
【００３１】
ただし、サージ電流の成分は、サージ低減回路６である程度低減されるものの、図３に示すように完全にはなくならないので、従来の構成では、複数の発光素子２０を同時に点灯させるような場合に、サージ電流が問題になる可能性がある。図３では、（ａ）が第１の発光部２５の電流波形、（ｂ）が第２の発光部２６の電流波形、（ｃ）が直流電源回路３の電流波形を表している。すなわち、第１および第２の発光部２５，２６に対する直流電源回路３の出力が一斉に変化すると、両発光部２５，２６でサージ電流が一斉に発生する。
【００３２】
ここで、直流電源回路３に流れる電流Ｉ０は、第１の発光部２５を流れる電流Ｉ１と、第２の発光部２６を流れる電流Ｉ２との和であるから、両発光部２５，２６のサージ電流により、直流電源回路３には、図３（ｃ）のように過度の電流Ｉ０が流れることがある。これにより、直流電源回路３にかかるストレスが大きくなる。また、直流電源回路３の出力が変化する際に複数の発光素子２０においてサージ電流が一斉に発生するので、直流電源回路３の出力が一定の周波数で変化する場合、当該周波数で発生する雑音も大きくなる。なお、サージ低減回路６のインピーダンス値を大きくすればサージ電流の成分はさらに低減されるが、この場合、電流波形の歪み増大や始動時間の遅れ、あるいはインピーダンス素子の大型化といった別の問題が生じる。
【００３３】
そこで、本実施形態の点灯装置１は、電流波形の歪み増大や始動時間の遅れ、あるいはインピーダンス素子の大型化といった問題を生じることなく、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減するために、以下の構成を採用している。
【００３４】
すなわち、本実施形態においては、サージ低減回路６は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子（インダクタ）を有している。具体的には、並列接続された発光部２５，２６ごとに設けられたサージ低減回路６のインピーダンス素子として、互いにインダクタンス（インピーダンス値）が異なるインダクタ６１，６２を用いている。要するに、第１の発光部２５の発光素子２１，２２に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６の発光素子２３，２４に直列接続された第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なる。ここでは、第１のインダクタ６１よりも第２のインダクタ６２の方がインダクタンスは大きい。
【００３５】
これにより、第１のインダクタ６１および第１の発光部２５の直列回路と、第２のインダクタ６２および第２の発光部２６の直列回路とでは、時定数が異なる。そのため、第１の発光部２５と第２の発光部２６とでは、図４に示すように電流Ｉ１，Ｉ２の立ち上がりや立ち下がり時における変化率が異なる。図４では、（ａ）が第１の発光部２５の電流波形、（ｂ）が第２の発光部２６の電流波形、（ｃ）が直流電源回路３の電流波形を表している。
【００３６】
つまり、第１のインダクタ６１よりも第２のインダクタ６２の方がインダクタンスは大きいので、第１の発光部２５よりも、第２の発光部２６の方が、スイッチング素子４のオン・オフに伴う電流の変化は緩やかになる。言い換えれば、第２の発光部２６においては、第１の発光部２５に比べてスイッチング素子４のオン・オフ時における電流のターンオン時間およびターンオフ時間が長くなる。そのため、スイッチング素子４がオン・オフしてからオーバーシュートあるいはアンダーシュートが発生するまでの時間は第１の発光部２５より第２の発光部２６で長くなり、両発光部２５，２６において電流Ｉ１，Ｉ２がピークに達するタイミングにばらつきが生じる。
【００３７】
これにより、直流電源回路３の電流波形は、図４（ｃ）に示すようにピークのタイミングがずれた波形同士を重ね合わせた波形となり、サージ電流の成分が時間軸方向に分散されることとなり、直流電源回路３に流れる電流Ｉ０のピーク値が小さく抑えられる。したがって、直流電源回路３にかかるストレスが低減される。また、各発光素子２０のサージ電流の発生期間も時間軸方向に分散されるので、雑音が発生する周波数帯も分散され、雑音が低減される。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の点灯装置１によれば、サージ低減回路６が、発光部２５，２６ごとにインピーダンス値（インダクタンス）の異なるインダクタ６１，６２を有することによって、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる。要するに、直流電源回路３と発光部２５，２６との間のインピーダンス値が発光部２５，２６ごとに異なることによって、第１のインダクタ６１および第１の発光部２５の直列回路と、第２のインダクタ６２および第２の発光部２６の直列回路とでは時定数が異なる。そのため、サージ電流の成分は自動的に時間軸方向に分散されることになる。
【００３９】
その結果、電流波形の歪み増大や始動時間の遅れ、あるいはインピーダンス素子の大型化といった問題を生じることなく、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる、という効果がある。このような点灯装置１を照明器具１０に備えることにより、信頼性の高い照明器具１０を提供することが可能になる。
【００４０】
しかも、本実施形態の点灯装置１では、直流電源回路３の出力を変化させるタイミングは両発光部２５，２６で揃えながらも、サージ電流の成分が時間軸方向に分散されるので、出力制御部７の構成が簡単になる。つまり、直流電源回路３の出力の変化のタイミングを両発光部２５，２６でずらす構成に比べて、本実施形態では、スイッチング素子を発光部２５，２６ごとに設けたり、制御部５で複雑な制御を行ったりする必要がない分だけ、出力制御部７の構成が簡単になる。さらに、本実施形態では出力制御部７は両発光部２５，２６への直流電源回路３の出力を同時に制御できるので、発光部２５，２６の点灯開始や消灯、光出力変化に要する時間を短縮することができる。
【００４１】
また、サージ低減回路６のインピーダンス素子はインダクタであるので、インピーダンス素子が抵抗である場合に比べて、サージ低減回路６で生じる損失を小さく抑えることができる。
【００４２】
ここで、制御部５は、調光点灯モードにおいてはスイッチング素子４のスイッチングにより発光素子２０の光出力を変化させるので、調光点灯モードにおいては発光素子２０または直流電源回路３の電圧波形が立ち上がり・立ち下がり時に急峻に変化する。そのため、調光点灯モードにおいては大きなサージ電流が生じやすく、サージ低減回路６によって直流電源回路３にかかるストレスや雑音が低減されるという効果が顕著になる。また、発光素子２０は面状光源である有機ＥＬからなるので、容量成分が比較的大きく、大きなサージ電流が生じやすいので、サージ低減回路６によって直流電源回路３にかかるストレスや雑音が低減されるという効果が顕著になる。
【００４３】
ところで、サージ低減回路６のインピーダンス素子としては、インダクタの代わりに抵抗が用いられてもよい。この場合、サージ低減回路６の抵抗値（インピーダンス）が大きくなるほど、サージ電流成分は減少する。ただし、サージ低減回路６の抵抗値が大きくなると、抵抗での損失が増大する。したがって、サージ低減回路６の抵抗値の最適値は、この損失が影響しない範囲において、サージ電流を最も小さく抑えられる値である。
【００４４】
また、本実施形態の点灯装置１の具体的な回路構成は、図１に示す回路構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、図５に示すように、発光素子２０が第１〜第３の発光部２５〜２７に分類され、第１〜第３の発光部２５〜２７が直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されていてもよい。図５の例では、サージ低減回路６は、第１の発光部２５に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６に直列接続された第２のインダクタ６２と、第３の発光部２７に直列接続された第３のインダクタ６３とを有している。これら第１〜第３のインダクタ６１〜６３は、全てインダクタンス（インピーダンス値）が異なっている。なお、図５では、出力制御部の図示を省略している。
【００４５】
これにより、直流電源回路３と発光部２５〜２７との間のインピーダンス値が発光部２５〜２７ごとに異なるため、第１〜第３の発光部２５〜２７において、サージ電流の成分は自動的に時間軸方向に分散されることになる。ここにおいて、サージ低減回路６は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子（インダクタ）を含んでいればよく、全てのインダクタ６１〜６３のインダクタンスが異なることは必須ではない。たとえば、第１および第２のインダクタ６１，６２のインダクタンスが同一で、第３のインダクタ６３のみインダクタが異なる場合には、第１および第２の両発光部２５，２６と、第３の発光部２７との間でサージ電流の成分が時間軸方向に分散されることになる。
【００４６】
さらに、サージ低減回路６は、第１〜第３のインダクタ６１〜６３のいずれかが省略（短絡）されていてもよい。この場合、直流電源回路３と発光部２５〜２７のいずれかとの間のインピーダンス値が略ゼロになるので、サージ低減回路６での損失を低減することができる。
【００４７】
なお、図５の例では、第１〜第３の各発光部２５〜２７の発光素子２０はそれぞれ１個の発光素子２１〜２３からなるが、これに限らず、複数個の発光素子２０の直列回路あるいは並列回路が各発光部を構成していてもよい。また、直流電源回路３の出力電圧はどのような波形であってもよく、出力電圧が一定の直流波形であってもよいし、矩形波、正弦波、台形波、三角波等であってもよい。
【００４８】
さらにまた、サージ低減回路６は、図６に示すように、第１〜第３のインダクタ６１〜６３が直列に接続された構成であってもよい。図６の例では、直流電源回路３と第１の発光部２５との間に第１のインダクタ６１が挿入され、第１の発光部２５と第２の発光部２６との間に第２のインダクタ６２が挿入され、第２の発光部２６と第３の発光部２７との間に第３のインダクタ６３が挿入されている。
【００４９】
この構成においては、直流電源回路３と第１の発光部２５との間には第１のインダクタ６１が介在し、直流電源回路３と第２の発光部２６との間には第１および第２の両インダクタ６１，６２の直列回路が介在する。直流電源回路３と第３の発光部２７との間には第１〜第３の全インダクタ６１〜６３の直列回路が介在する。すなわち、第１〜第３の発光部２５〜２７に共通する基本の誘導成分は第１のインダクタ６１で形成され、第１の発光部２５と第２の発光部２６と第３の発光部２７との間の差分が第２および第３のインダクタ６２，６３で形成されることになる。
【００５０】
したがって、図６の構成では、第２および第３のインダクタ６２，６３は、第１〜第３の発光部２５〜２７間におけるインダクタンスの差分のみを賄えば足りるので、インダクタンスが比較的小さな小型のインダクタをインダクタ６２，６３に用いることができる。
【００５１】
（実施形態２）
本実施形態の点灯装置は、出力制御部は直流電源回路の出力を発光部ごとに個別に変化させる点が実施形態１の点灯装置と相違する。
【００５２】
本実施形態では、発光素子２０（図１参照）は、図７に示すように第１〜第４の発光部２５〜２８に分類されている。これらの発光素子２０は、発光部２５〜２８ごとに個別にスイッチング素子４１〜４４（以下、各々を特に区別しないときには「スイッチング素子４」という）を介して直流電源回路３の出力端間に接続されている。各スイッチング素子４１〜４４は制御部５と共に出力制御部７を構成し、制御部５によって個別にオン・オフ制御される。
【００５３】
ここでは、第１〜第４の各発光部２５〜２８はそれぞれ１個の発光素子２０からなるが、これに限らず、複数個の発光素子２０の直列回路あるいは並列回路が各発光部２５〜２８を構成していてもよい。なお、発光素子２０は図７ではリーク抵抗２０１、直列等価抵抗２０２、等価容量２０３を並列に接続した等価回路で表されている。
【００５４】
また、サージ低減回路６は、第１の発光部２５に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６に直列接続された第２のインダクタ６２とを有している。さらに、サージ低減回路６は、第３の発光部２７に直列接続された第３のインダクタ６３と、第４の発光部２８に直列接続された第４のインダクタ６４とを有している。第１〜第４の各インダクタ６１〜６４は、サージ電流を低減させるインピーダンス素子として機能する。これら第１〜第４のインダクタ６１〜６４は、全てインダクタンス（インピーダンス値）が異なっている。ただし、サージ低減回路６は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子（インダクタ）を含んでいればよく、全てのインダクタ６１〜６４のインダクタンスが異なることは必須ではない。
【００５５】
以上説明した本実施形態の点灯装置１によれば、制御部５が各スイッチング素子４１〜４４を個別にオン・オフ制御することにより、出力制御部７は直流電源回路３の出力を発光部２５〜２８ごとに個別に変化させることができる。ここにおいて、点灯装置１は、直流電源回路３と発光部２５〜２８との間のインピーダンス値が発光部２５〜２８ごとに異なることによって、サージ電流の成分は自動的に時間軸方向に分散されることになる。そのため、複数のスイッチング素子４１〜４４でオン・オフのタイミングが重なったとしても、サージ電流の成分は時間軸方向に分散されるので、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる。したがって、出力制御部７は、複数のスイッチング素子４１〜４４でオン・オフのタイミングが重ならないようにするなどの制限をかけることなく、各スイッチング素子４１〜４４のオン・オフのタイミングを個別に制御することができる。
【００５６】
また、制御部５は、スイッチング素子４１〜４４のスイッチングにより発光素子２０の光出力を変化させる調光点灯モードにおいて、これらスイッチング素子４１〜４４を発光部２５〜２８ごとに異なる周期でスイッチングしてもよい。これにより、第１〜第４のスイッチング素子４１〜４４のスイッチングのタイミングがずれることとなり、スイッチング周波数が分散されて雑音が低減されるという利点がある。この場合でも、複数のスイッチング素子４１〜４４でオン・オフのタイミングが重なったとしても、サージ電流の成分は時間軸方向に分散されるので、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる。
【００５７】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５８】
（実施形態３）
本実施形態の点灯装置１は、図８に示すように、器具本体１００（図２参照）の前面において縦に４枚ずつ、横に２列に並ぶように発光素子２１１〜２１４，２２１〜２２４が設けられた照明器具１０（図２参照）に用いられる点が実施形態１の点灯装置１と相違する。
【００５９】
本実施形態では、発光素子２１１〜２１４が直列接続されて第１の発光部２５を構成するとともに、発光素子２２１〜２２４が直列接続されて第２の発光部２６を構成しており、両発光部２５，２６は直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されている。サージ低減回路６は、第１の発光部２５の発光素子２１１〜２１４と直列に接続された第１のインダクタ６１、および第２の発光部２６の発光素子２２１〜２２４と直列に接続された第２のインダクタ６２を有している。第１のインダクタ６１と第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なる。
【００６０】
ここで、第１の発光部２５の発光素子２１１と、第２の発光部２６の発光素子２２２と、第１の発光部２５の発光素子２１３と、第２の発光部２６の発光素子２２４とは、この順番で縦方向（図８の上下方向）に並んでいる。また、第２の発光部２６の発光素子２２１と、第１の発光部２５の発光素子２１２と、第２の発光部２６の発光素子２２３と、第１の発光部２５の発光素子２１４とは、この順番で縦方向に並んでいる。つまり、第１の発光部２５の発光素子２０と第２の発光部２６の発光素子２０とは、図８における左側の列と右側の列とに交互に分散して配置されている。
【００６１】
ここで、同一の発光部２５，２６を構成する発光素子２０は、直列接続されているため同じ大きさの電流が流れる。有機ＥＬからなる発光素子２０は、流れる電流の大きさによって明るさ（光出力）が決まるので、同一の発光部２５，２６を構成する発光素子２０は同じ明るさで点灯することになる。一方、並列接続された発光素子２０同士では、内部抵抗の初期ばらつきや経時変化によるばらつきなどに起因して、流れる電流の大きさが異なるので、明るさにばらつきが生じやすい。特に、第１のインダクタ６１と第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なることから、異なる発光部２５，２６の発光素子２０は明るさにばらつきが生じやすい。
【００６２】
本実施形態では、上述のように第１の発光部２５の発光素子２０と第２の発光部２６の発光素子２０とは、空間的に分散して配置されているので、器具本体１００の前面において明るさの偏りを低減することができる。すなわち、複数の発光素子２０全体で１つの面状光源を構成するような場合に、発光面の明るさの偏りを低減することができる。また、点灯時に発光素子２０で発生する熱についても、空間的に分散することができるので、一箇所に偏った局所的な発熱を防止でき、照明器具１０の寿命を延ばすことができる。さらに、直流電源回路３の出力が変化する際に複数の発光素子２０において発生する雑音に関しても、空間的に分散させることができるので、より雑音が低減されるという効果もある。
【００６３】
また、１個の発光素子２０がオープン故障した場合、この発光素子２０と直列接続されている発光素子２０は全て消灯することになるが、この場合にも、消灯する発光素子２０を空間的に分散させることができる。したがって、点灯装置１は、発光素子２０のオープン故障時にも、器具本体１００の前面において広範囲を発光させることができ、明るさの偏りを低減することができる。
【００６４】
なお、図８の例では、各列において、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２０が１個単位で交互に配置されているが、この構成に限らず、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２０が複数個単位で交互に配置されていてもよい。たとえば、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２１１〜２１４，２２１〜２２４は２個単位で交互に配置されていてもよい。このように、発光素子２０の数が多い場合には、各列において、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２０が複数個隣接してもよいが、隣接する個数は少ない方が、光出力を空間的に細かく分散でき、上述したような本実施形態の効果が顕著である。
【００６５】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６６】
また、実施形態２の構成と実施形態３の構成とは適宜組み合わせ可能である。
【００６７】
上記各実施形態では、発光素子２０は有機ＥＬからなる例を示したが、発光素子２０は、有機ＥＬに限らずたとえばＬＥＤ（Light EmittingDiode）であってもよい。発光素子２０は、有機ＥＬとＬＥＤとの組み合わせ、または、他の面状光源である無機ＥＬパネルや、ＬＥＤとＬＥＤの出射光を導光して面発光する導光板との組み合わせや、冷陰極蛍光灯を有する直下式またはエッジライト式面光源ユニット等であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 点灯装置
３ （直流）電源回路
４，４１〜４４ スイッチング素子
６ サージ低減回路
７ 出力制御部
１０ 照明器具
２０〜２４，２１１〜２１４，２２１〜２２４ 発光素子
２５〜２８ 発光部
６１〜６４ インダクタ（インピーダンス素子）
１００ 器具本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を点灯させる点灯装置およびそれを備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）やＬＥＤ（Light EmittingDiode）などの発光素子に直流電圧を印加して発光素子を点灯させる点灯装置が提供されている。この種の点灯装置には、所望の直流電圧を出力する電源回路（直流電源手段）と、電源回路と発光素子（有機ＥＬ素子）との間に挿入されたスイッチング素子とを有した点灯装置がある（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載の点灯装置は、スイッチング素子のデューティ比を可変的に制御することで発光素子の光出力を変化させることができるように構成されている。
【０００３】
ただし、たとえば有機ＥＬからなる発光素子を点灯させる点灯装置においては、有機ＥＬは容量性の素子であるため、電源回路の出力がオンまたはオフする際、発光素子の容量成分によりサージ電流が流れることがある。これに対して、直流電源とＥＬ素子部との間にコイルや抵抗を挿入することによって、ＥＬ素子部の電流の立ち上がりや立ち下がりを緩和することが考えられている（たとえば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６５８０５号公報
【特許文献２】特許第４３５９９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したような構成であっても、サージ電流の成分が幾分か残っていると、複数の発光素子を同時に点灯させるような場合に、サージ電流が問題になる可能性がある。すなわち、発光素子が点灯装置に複数並列接続されている場合、これら複数の発光素子に対して電源回路の出力が一斉にオンまたはオフすると、これら複数の発光素子でサージ電流が一斉に発生し、電源回路にかかるストレスや雑音が大きくなる。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、電源回路にかかるストレスや雑音を低減することができる点灯装置およびそれを備えた照明器具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】
【０００７】
本発明の点灯装置は、それぞれ発光素子を有し並列に接続された複数の発光部に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路と前記複数の前記発光部との間に挿入されるインピーダンス素子を前記発光部ごとに有し、前記インピーダンス素子と前記発光部との直列回路の時定数を前記インピーダンス素子のインピーダンス値によって決めるサージ低減回路とを備え、前記サージ低減回路は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類の前記インピーダンス素子を有することを特徴とする。
【０００８】
この点灯装置において、前記インピーダンス素子はインダクタであることが望ましい。
【０００９】
この点灯装置において、前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記発光素子の光出力を変化させる調光制御部を備えることがより望ましい。
【００１０】
この点灯装置において、前記発光素子は有機ＥＬ素子であることがより望ましい。
【００１１】
この点灯装置において、前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を変化させるタイミングを前記複数の前記発光部で揃えることがより望ましい。
【００１２】
この点灯装置において、前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を前記発光部ごとに個別に変化させることがより望ましい。
【００１３】
この点灯装置において、前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を前記発光部ごとに個別に有し、前記出力制御部は、複数の前記スイッチング素子を前記発光部ごとに異なる周期でスイッチングすることがより望ましい。
【００１４】
本発明の照明器具は、上記いずれかの点灯装置と、前記発光素子が設けられた器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、サージ低減回路が、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子を有するので、電源回路にかかるストレスや雑音を低減することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。
【図２】実施形態１に係る照明器具の構成を示す分解斜視図である。
【図３】比較例の動作を示す説明図である。
【図４】実施形態１に係る点灯装置の動作を示す説明図である。
【図５】実施形態１に係る点灯装置の他の構成を示す概略回路図である。
【図６】実施形態１に係る点灯装置のさらに他の構成を示す概略回路図である。
【図７】実施形態２に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。
【図８】実施形態３に係る点灯装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
本実施形態の照明器具１０は、図２に示すように、複数の発光部２５，２６（図１参照）が設けられたパネル型の器具本体１００と、発光部２５，２６に電圧を印加して発光部２５，２６を点灯させる点灯装置１とを備えている。この照明器具１０では、発光部２５，２６は面状光源であり縦横に２枚ずつ並ぶように配置された４枚の発光素子２１〜２４（以下、各々を特に区別しないときには「発光素子２０」という）からなり、点灯装置１は全ての発光素子２０に対して電気的に接続される。このように、面状光源からなる発光素子２０を用いれば、照明器具１０の薄型化を図ることができ、たとえば屋内照明として好適な照明器具１０を実現できる。
【００１８】
以下、点灯装置１の詳しい構成について、図１を参照して説明する。
【００１９】
点灯装置１は、所望の直流電圧を出力する直流電源回路３と、直流電源回路３と発光部２５，２６との間に挿入され発光部２５，２６への直流電源回路３の出力を制御するスイッチング素子４と、スイッチング素子４を制御する制御部５とを有している。さらに、点灯装置１は、直流電源回路３の正極側の出力端と発光部２５，２６との間に挿入されたサージ低減回路６を有している。サージ低減回路６については後述する。なお、制御部５はたとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として構成される。
【００２０】
発光部２５，２６を構成する各発光素子２０は、それぞれ面状光源である有機ＥＬ（ElectroLuminescence）パネルからなり、直流電源回路３から出力される直流電圧が印加されることにより発光する。本実施形態では、各発光素子２１〜２４はいずれも同種で同サイズの有機ＥＬパネルからなる。
【００２１】
ここで、発光素子２１と発光素子２２とが直列接続されて第１の発光部２５を構成するとともに、発光素子２３と発光素子２４とが直列接続されて第２の発光部２６を構成しており、両発光部２５，２６は直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されている。
【００２２】
直流電源回路３は、ダイオードブリッジからなる整流回路３１とコンバータ３２とから構成されており、交流電源３０からの交流電圧を整流回路３１で全波整流し、整流された脈流電圧をコンバータ３２にて所望の大きさの直流電圧に降圧する。コンバータ３２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor）からなるスイッチ要素３３と、インダクタ３４と、コンデンサ３５との直列回路を、整流回路３１の出力端間に有している。さらに、コンバータ３２は、インダクタ３４およびコンデンサ３５の直列回路の両端間に接続されたダイオード３６と、スイッチ要素３３をスイッチングする駆動回路３７とを具備している。
【００２３】
このコンバータ３２は、スイッチ要素３３を駆動回路３７で制御して、スイッチ要素３３のデューティ比を変更するＰＷＭ（Pulse WidthModulation）制御を行うことにより、所望の大きさの直流電圧を出力端となるコンデンサ３５の両端から出力する。本実施形態では、駆動回路３７は発光素子２０を点灯させるのに必要な大きさの電圧がコンバータ３２から出力されるようにＰＷＭ制御を行う。
【００２４】
なお、コンバータ３２は、上述したような降圧回路に限らず、たとえば昇圧回路や昇降圧チョッパ回路などで構成されていてもよく、ＰＦＣ（Power FactorCorrection）回路としての機能を有していてもよい。また、コンバータ３２に代えて平滑コンデンサのみが設けられていてもよい。チョッパ回路の場合、スイッチ要素３３は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚでスイッチングされる。
【００２５】
スイッチング素子４は、ＭＯＳＦＥＴからなり、直流電源回路３の負極側の出力端と発光部２５，２６との間に挿入されている。制御部５は、スイッチング素子４に制御信号を与えることによりスイッチング素子４のオン・オフを交互に切り替え、直流電源回路３の出力電圧が発光部２５，２６に間欠的に印加されるようにスイッチング素子４を制御する。スイッチング素子４および制御部５は、発光部２５，２６に印加される直流電源回路３の出力を制御する出力制御部７を構成する。本実施形態では、出力制御部７は第１および第２の両発光部２５，２６に共通のスイッチング素子４を有するので、直流電源回路３の出力を変化させるタイミングは、第１および第２の両発光部２５，２６で揃うことになる。
【００２６】
ここで、本実施形態の点灯装置１は、スイッチング素子４のスイッチングを行うことにより発光素子２０の光出力を変化させる調光点灯モードを含む複数の点灯モードでの動作が可能である。この場合、スイッチング素子４および制御部５は調光制御部を構成する。調光点灯モードでは、制御部５はスイッチング素子４に矩形波状のＰＷＭ信号を与えてスイッチング素子４を駆動し、スイッチング素子４のデューティ比を変更するＰＷＭ制御を行うことにより発光素子２０の光出力を変化させる。本実施形態では、点灯装置１は少なくとも、このようにスイッチング素子４を断続的にオンさせる調光点灯モードと、スイッチング素子４を連続的にオンさせる全点灯モード（ＤＣ点灯モード）とを切替可能である。これらの点灯モードは、図示しないリモコン装置などからの操作信号に応じて制御部５が切り替える。
【００２７】
また、制御部５は、スイッチング素子４のＰＷＭ制御の代わりに、コンバータ３２の出力電圧（スイッチング素子４のオン時に発光部２５，２６に印加される電圧）の大きさを調光率に応じて変化させてもよい。あるいは、制御部５は、スイッチング素子４のＰＷＭ制御に加え、コンバータ３２の出力電圧の大きさを調光率に応じて変化させてもよい。つまり、制御部５は、調光が深く（調光率が低く）なる程コンバータ３２の出力電圧を小さくするようにコンバータ３２を制御してもよい。この場合、制御部５およびコンバータ３２が、発光部２５，２６に印加される直流電源回路３の出力を制御する出力制御部７を構成する。
【００２８】
図１において、サージ低減回路６は、第１の発光部２５の発光素子２１，２２と直列に接続された第１のインダクタ６１、および第２の発光部２６の発光素子２３，２４と直列に接続された第２のインダクタ６２を有している。第１および第２の各インダクタ６１，６２は、サージ電流を低減させるインピーダンス素子として機能する。これにより、第１のインダクタ６１および第１の発光部２５の直列回路の時定数は、第１のインダクタ６１のインダクタンス（インピーダンス値）によって決定されることになる。同様に、第２のインダクタ６２および第２の発光部２６の直列回路の時定数は、第２のインダクタ６２のインダクタンス（インピーダンス値）によって決定される。
【００２９】
ところで、直流電源回路３の出力が変化する際、つまりスイッチング素子４により直流電源回路３の出力がオンまたはオフする際あるいはコンバータ３２の出力電圧の大きさが変化する際、発光素子２０の容量成分に起因してサージ電流が流れることがある。このサージ電流は、サージ低減回路６のインピーダンス素子である第１および第２のインダクタ６１，６２が、発光素子２０に流れる電流の立ち上がりや立ち下がりを緩和することにより、ある程度低減される。
【００３０】
ここにおいて、サージ電流を低減させるためのインピーダンス素子はインダクタ６１，６２であるので、サージ低減回路６のインダクタンス（インピーダンス値）が大きくなるほど、サージ電流成分は減少する。ただし、サージ低減回路６のインダクタンスが大きくなると、インダクタ６１，６２の誘導成分（Ｌ成分）と、容量性の素子である発光素子（有機ＥＬ）２０の容量成分（Ｃ成分）とが共振し、電流波形が大きく歪んだり振動したりする。したがって、サージ低減回路６のインダクタンスの最適値は、これらの歪みや振動が影響しない範囲において、サージ電流を最も小さく抑えられる値である。
【００３１】
ただし、サージ電流の成分は、サージ低減回路６である程度低減されるものの、図３に示すように完全にはなくならないので、従来の構成では、複数の発光素子２０を同時に点灯させるような場合に、サージ電流が問題になる可能性がある。図３では、（ａ）が第１の発光部２５の電流波形、（ｂ）が第２の発光部２６の電流波形、（ｃ）が直流電源回路３の電流波形を表している。すなわち、第１および第２の発光部２５，２６に対する直流電源回路３の出力が一斉に変化すると、両発光部２５，２６でサージ電流が一斉に発生する。
【００３２】
ここで、直流電源回路３に流れる電流Ｉ０は、第１の発光部２５を流れる電流Ｉ１と、第２の発光部２６を流れる電流Ｉ２との和であるから、両発光部２５，２６のサージ電流により、直流電源回路３には、図３（ｃ）のように過度の電流Ｉ０が流れることがある。これにより、直流電源回路３にかかるストレスが大きくなる。また、直流電源回路３の出力が変化する際に複数の発光素子２０においてサージ電流が一斉に発生するので、直流電源回路３の出力が一定の周波数で変化する場合、当該周波数で発生する雑音も大きくなる。なお、サージ低減回路６のインピーダンス値を大きくすればサージ電流の成分はさらに低減されるが、この場合、電流波形の歪み増大や始動時間の遅れ、あるいはインピーダンス素子の大型化といった別の問題が生じる。
【００３３】
そこで、本実施形態の点灯装置１は、電流波形の歪み増大や始動時間の遅れ、あるいはインピーダンス素子の大型化といった問題を生じることなく、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減するために、以下の構成を採用している。
【００３４】
すなわち、本実施形態においては、サージ低減回路６は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子（インダクタ）を有している。具体的には、並列接続された発光部２５，２６ごとに設けられたサージ低減回路６のインピーダンス素子として、互いにインダクタンス（インピーダンス値）が異なるインダクタ６１，６２を用いている。要するに、第１の発光部２５の発光素子２１，２２に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６の発光素子２３，２４に直列接続された第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なる。ここでは、第１のインダクタ６１よりも第２のインダクタ６２の方がインダクタンスは大きい。
【００３５】
これにより、第１のインダクタ６１および第１の発光部２５の直列回路と、第２のインダクタ６２および第２の発光部２６の直列回路とでは、時定数が異なる。そのため、第１の発光部２５と第２の発光部２６とでは、図４に示すように電流Ｉ１，Ｉ２の立ち上がりや立ち下がり時における変化率が異なる。図４では、（ａ）が第１の発光部２５の電流波形、（ｂ）が第２の発光部２６の電流波形、（ｃ）が直流電源回路３の電流波形を表している。
【００３６】
つまり、第１のインダクタ６１よりも第２のインダクタ６２の方がインダクタンスは大きいので、第１の発光部２５よりも、第２の発光部２６の方が、スイッチング素子４のオン・オフに伴う電流の変化は緩やかになる。言い換えれば、第２の発光部２６においては、第１の発光部２５に比べてスイッチング素子４のオン・オフ時における電流のターンオン時間およびターンオフ時間が長くなる。そのため、スイッチング素子４がオン・オフしてからオーバーシュートあるいはアンダーシュートが発生するまでの時間は第１の発光部２５より第２の発光部２６で長くなり、両発光部２５，２６において電流Ｉ１，Ｉ２がピークに達するタイミングにばらつきが生じる。
【００３７】
これにより、直流電源回路３の電流波形は、図４（ｃ）に示すようにピークのタイミングがずれた波形同士を重ね合わせた波形となり、サージ電流の成分が時間軸方向に分散されることとなり、直流電源回路３に流れる電流Ｉ０のピーク値が小さく抑えられる。したがって、直流電源回路３にかかるストレスが低減される。また、各発光素子２０のサージ電流の発生期間も時間軸方向に分散されるので、雑音が発生する周波数帯も分散され、雑音が低減される。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の点灯装置１によれば、サージ低減回路６が、発光部２５，２６ごとにインピーダンス値（インダクタンス）の異なるインダクタ６１，６２を有することによって、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる。要するに、直流電源回路３と発光部２５，２６との間のインピーダンス値が発光部２５，２６ごとに異なることによって、第１のインダクタ６１および第１の発光部２５の直列回路と、第２のインダクタ６２および第２の発光部２６の直列回路とでは時定数が異なる。そのため、サージ電流の成分は自動的に時間軸方向に分散されることになる。
【００３９】
その結果、電流波形の歪み増大や始動時間の遅れ、あるいはインピーダンス素子の大型化といった問題を生じることなく、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる、という効果がある。このような点灯装置１を照明器具１０に備えることにより、信頼性の高い照明器具１０を提供することが可能になる。
【００４０】
しかも、本実施形態の点灯装置１では、直流電源回路３の出力を変化させるタイミングは両発光部２５，２６で揃えながらも、サージ電流の成分が時間軸方向に分散されるので、出力制御部７の構成が簡単になる。つまり、直流電源回路３の出力の変化のタイミングを両発光部２５，２６でずらす構成に比べて、本実施形態では、スイッチング素子を発光部２５，２６ごとに設けたり、制御部５で複雑な制御を行ったりする必要がない分だけ、出力制御部７の構成が簡単になる。さらに、本実施形態では出力制御部７は両発光部２５，２６への直流電源回路３の出力を同時に制御できるので、発光部２５，２６の点灯開始や消灯、光出力変化に要する時間を短縮することができる。
【００４１】
また、サージ低減回路６のインピーダンス素子はインダクタであるので、インピーダンス素子が抵抗である場合に比べて、サージ低減回路６で生じる損失を小さく抑えることができる。
【００４２】
ここで、制御部５は、調光点灯モードにおいてはスイッチング素子４のスイッチングにより発光素子２０の光出力を変化させるので、調光点灯モードにおいては発光素子２０または直流電源回路３の電圧波形が立ち上がり・立ち下がり時に急峻に変化する。そのため、調光点灯モードにおいては大きなサージ電流が生じやすく、サージ低減回路６によって直流電源回路３にかかるストレスや雑音が低減されるという効果が顕著になる。また、発光素子２０は面状光源である有機ＥＬからなるので、容量成分が比較的大きく、大きなサージ電流が生じやすいので、サージ低減回路６によって直流電源回路３にかかるストレスや雑音が低減されるという効果が顕著になる。
【００４３】
ところで、サージ低減回路６のインピーダンス素子としては、インダクタの代わりに抵抗が用いられてもよい。この場合、サージ低減回路６の抵抗値（インピーダンス）が大きくなるほど、サージ電流成分は減少する。ただし、サージ低減回路６の抵抗値が大きくなると、抵抗での損失が増大する。したがって、サージ低減回路６の抵抗値の最適値は、この損失が影響しない範囲において、サージ電流を最も小さく抑えられる値である。
【００４４】
また、本実施形態の点灯装置１の具体的な回路構成は、図１に示す回路構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、図５に示すように、発光素子２０が第１〜第３の発光部２５〜２７に分類され、第１〜第３の発光部２５〜２７が直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されていてもよい。図５の例では、サージ低減回路６は、第１の発光部２５に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６に直列接続された第２のインダクタ６２と、第３の発光部２７に直列接続された第３のインダクタ６３とを有している。これら第１〜第３のインダクタ６１〜６３は、全てインダクタンス（インピーダンス値）が異なっている。なお、図５では、出力制御部の図示を省略している。
【００４５】
これにより、直流電源回路３と発光部２５〜２７との間のインピーダンス値が発光部２５〜２７ごとに異なるため、第１〜第３の発光部２５〜２７において、サージ電流の成分は自動的に時間軸方向に分散されることになる。ここにおいて、サージ低減回路６は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子（インダクタ）を含んでいればよく、全てのインダクタ６１〜６３のインダクタンスが異なることは必須ではない。たとえば、第１および第２のインダクタ６１，６２のインダクタンスが同一で、第３のインダクタ６３のみインダクタが異なる場合には、第１および第２の両発光部２５，２６と、第３の発光部２７との間でサージ電流の成分が時間軸方向に分散されることになる。
【００４６】
さらに、サージ低減回路６は、第１〜第３のインダクタ６１〜６３のいずれかが省略（短絡）されていてもよい。この場合、直流電源回路３と発光部２５〜２７のいずれかとの間のインピーダンス値が略ゼロになるので、サージ低減回路６での損失を低減することができる。
【００４７】
なお、図５の例では、第１〜第３の各発光部２５〜２７の発光素子２０はそれぞれ１個の発光素子２１〜２３からなるが、これに限らず、複数個の発光素子２０の直列回路あるいは並列回路が各発光部を構成していてもよい。また、直流電源回路３の出力電圧はどのような波形であってもよく、出力電圧が一定の直流波形であってもよいし、矩形波、正弦波、台形波、三角波等であってもよい。
【００４８】
さらにまた、サージ低減回路６は、図６に示すように、第１〜第３のインダクタ６１〜６３が直列に接続された構成であってもよい。図６の例では、直流電源回路３と第１の発光部２５との間に第１のインダクタ６１が挿入され、第１の発光部２５と第２の発光部２６との間に第２のインダクタ６２が挿入され、第２の発光部２６と第３の発光部２７との間に第３のインダクタ６３が挿入されている。
【００４９】
この構成においては、直流電源回路３と第１の発光部２５との間には第１のインダクタ６１が介在し、直流電源回路３と第２の発光部２６との間には第１および第２の両インダクタ６１，６２の直列回路が介在する。直流電源回路３と第３の発光部２７との間には第１〜第３の全インダクタ６１〜６３の直列回路が介在する。すなわち、第１〜第３の発光部２５〜２７に共通する基本の誘導成分は第１のインダクタ６１で形成され、第１の発光部２５と第２の発光部２６と第３の発光部２７との間の差分が第２および第３のインダクタ６２，６３で形成されることになる。
【００５０】
したがって、図６の構成では、第２および第３のインダクタ６２，６３は、第１〜第３の発光部２５〜２７間におけるインダクタンスの差分のみを賄えば足りるので、インダクタンスが比較的小さな小型のインダクタをインダクタ６２，６３に用いることができる。
【００５１】
（実施形態２）
本実施形態の点灯装置は、出力制御部は直流電源回路の出力を発光部ごとに個別に変化させる点が実施形態１の点灯装置と相違する。
【００５２】
本実施形態では、発光素子２０（図１参照）は、図７に示すように第１〜第４の発光部２５〜２８に分類されている。これらの発光素子２０は、発光部２５〜２８ごとに個別にスイッチング素子４１〜４４（以下、各々を特に区別しないときには「スイッチング素子４」という）を介して直流電源回路３の出力端間に接続されている。各スイッチング素子４１〜４４は制御部５と共に出力制御部７を構成し、制御部５によって個別にオン・オフ制御される。
【００５３】
ここでは、第１〜第４の各発光部２５〜２８はそれぞれ１個の発光素子２０からなるが、これに限らず、複数個の発光素子２０の直列回路あるいは並列回路が各発光部２５〜２８を構成していてもよい。なお、発光素子２０は図７ではリーク抵抗２０１、直列等価抵抗２０２、等価容量２０３を並列に接続した等価回路で表されている。
【００５４】
また、サージ低減回路６は、第１の発光部２５に直列接続された第１のインダクタ６１と、第２の発光部２６に直列接続された第２のインダクタ６２とを有している。さらに、サージ低減回路６は、第３の発光部２７に直列接続された第３のインダクタ６３と、第４の発光部２８に直列接続された第４のインダクタ６４とを有している。第１〜第４の各インダクタ６１〜６４は、サージ電流を低減させるインピーダンス素子として機能する。これら第１〜第４のインダクタ６１〜６４は、全てインダクタンス（インピーダンス値）が異なっている。ただし、サージ低減回路６は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類のインピーダンス素子（インダクタ）を含んでいればよく、全てのインダクタ６１〜６４のインダクタンスが異なることは必須ではない。
【００５５】
以上説明した本実施形態の点灯装置１によれば、制御部５が各スイッチング素子４１〜４４を個別にオン・オフ制御することにより、出力制御部７は直流電源回路３の出力を発光部２５〜２８ごとに個別に変化させることができる。ここにおいて、点灯装置１は、直流電源回路３と発光部２５〜２８との間のインピーダンス値が発光部２５〜２８ごとに異なることによって、サージ電流の成分は自動的に時間軸方向に分散されることになる。そのため、複数のスイッチング素子４１〜４４でオン・オフのタイミングが重なったとしても、サージ電流の成分は時間軸方向に分散されるので、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる。したがって、出力制御部７は、複数のスイッチング素子４１〜４４でオン・オフのタイミングが重ならないようにするなどの制限をかけることなく、各スイッチング素子４１〜４４のオン・オフのタイミングを個別に制御することができる。
【００５６】
また、制御部５は、スイッチング素子４１〜４４のスイッチングにより発光素子２０の光出力を変化させる調光点灯モードにおいて、これらスイッチング素子４１〜４４を発光部２５〜２８ごとに異なる周期でスイッチングしてもよい。これにより、第１〜第４のスイッチング素子４１〜４４のスイッチングのタイミングがずれることとなり、スイッチング周波数が分散されて雑音が低減されるという利点がある。この場合でも、複数のスイッチング素子４１〜４４でオン・オフのタイミングが重なったとしても、サージ電流の成分は時間軸方向に分散されるので、直流電源回路３にかかるストレスや雑音を低減することができる。
【００５７】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５８】
（実施形態３）
本実施形態の点灯装置１は、図８に示すように、器具本体１００（図２参照）の前面において縦に４枚ずつ、横に２列に並ぶように発光素子２１１〜２１４，２２１〜２２４が設けられた照明器具１０（図２参照）に用いられる点が実施形態１の点灯装置１と相違する。
【００５９】
本実施形態では、発光素子２１１〜２１４が直列接続されて第１の発光部２５を構成するとともに、発光素子２２１〜２２４が直列接続されて第２の発光部２６を構成しており、両発光部２５，２６は直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されている。サージ低減回路６は、第１の発光部２５の発光素子２１１〜２１４と直列に接続された第１のインダクタ６１、および第２の発光部２６の発光素子２２１〜２２４と直列に接続された第２のインダクタ６２を有している。第１のインダクタ６１と第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なる。
【００６０】
ここで、第１の発光部２５の発光素子２１１と、第２の発光部２６の発光素子２２２と、第１の発光部２５の発光素子２１３と、第２の発光部２６の発光素子２２４とは、この順番で縦方向（図８の上下方向）に並んでいる。また、第２の発光部２６の発光素子２２１と、第１の発光部２５の発光素子２１２と、第２の発光部２６の発光素子２２３と、第１の発光部２５の発光素子２１４とは、この順番で縦方向に並んでいる。つまり、第１の発光部２５の発光素子２０と第２の発光部２６の発光素子２０とは、図８における左側の列と右側の列とに交互に分散して配置されている。
【００６１】
ここで、同一の発光部２５，２６を構成する発光素子２０は、直列接続されているため同じ大きさの電流が流れる。有機ＥＬからなる発光素子２０は、流れる電流の大きさによって明るさ（光出力）が決まるので、同一の発光部２５，２６を構成する発光素子２０は同じ明るさで点灯することになる。一方、並列接続された発光素子２０同士では、内部抵抗の初期ばらつきや経時変化によるばらつきなどに起因して、流れる電流の大きさが異なるので、明るさにばらつきが生じやすい。特に、第１のインダクタ６１と第２のインダクタ６２とではインダクタンスが異なることから、異なる発光部２５，２６の発光素子２０は明るさにばらつきが生じやすい。
【００６２】
本実施形態では、上述のように第１の発光部２５の発光素子２０と第２の発光部２６の発光素子２０とは、空間的に分散して配置されているので、器具本体１００の前面において明るさの偏りを低減することができる。すなわち、複数の発光素子２０全体で１つの面状光源を構成するような場合に、発光面の明るさの偏りを低減することができる。また、点灯時に発光素子２０で発生する熱についても、空間的に分散することができるので、一箇所に偏った局所的な発熱を防止でき、照明器具１０の寿命を延ばすことができる。さらに、直流電源回路３の出力が変化する際に複数の発光素子２０において発生する雑音に関しても、空間的に分散させることができるので、より雑音が低減されるという効果もある。
【００６３】
また、１個の発光素子２０がオープン故障した場合、この発光素子２０と直列接続されている発光素子２０は全て消灯することになるが、この場合にも、消灯する発光素子２０を空間的に分散させることができる。したがって、点灯装置１は、発光素子２０のオープン故障時にも、器具本体１００の前面において広範囲を発光させることができ、明るさの偏りを低減することができる。
【００６４】
なお、図８の例では、各列において、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２０が１個単位で交互に配置されているが、この構成に限らず、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２０が複数個単位で交互に配置されていてもよい。たとえば、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２１１〜２１４，２２１〜２２４は２個単位で交互に配置されていてもよい。このように、発光素子２０の数が多い場合には、各列において、同一の発光部２５，２６に属する発光素子２０が複数個隣接してもよいが、隣接する個数は少ない方が、光出力を空間的に細かく分散でき、上述したような本実施形態の効果が顕著である。
【００６５】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６６】
また、実施形態２の構成と実施形態３の構成とは適宜組み合わせ可能である。
【００６７】
上記各実施形態では、発光素子２０は有機ＥＬからなる例を示したが、発光素子２０は、有機ＥＬに限らずたとえばＬＥＤ（Light EmittingDiode）であってもよい。発光素子２０は、有機ＥＬとＬＥＤとの組み合わせ、または、他の面状光源である無機ＥＬパネルや、ＬＥＤとＬＥＤの出射光を導光して面発光する導光板との組み合わせや、冷陰極蛍光灯を有する直下式またはエッジライト式面光源ユニット等であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 点灯装置
３ （直流）電源回路
４，４１〜４４ スイッチング素子
６ サージ低減回路
７ 出力制御部
１０ 照明器具
２０〜２４，２１１〜２１４，２２１〜２２４ 発光素子
２５〜２８ 発光部
６１〜６４ インダクタ（インピーダンス素子）
１００ 器具本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ発光素子を有し並列に接続された複数の発光部に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路と前記複数の前記発光部との間に挿入されるインピーダンス素子を前記発光部ごとに有し、前記インピーダンス素子と前記発光部との直列回路の時定数を前記インピーダンス素子のインピーダンス値によって決めるサージ低減回路とを備え、前記サージ低減回路は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類の前記インピーダンス素子を有することを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記インピーダンス素子はインダクタであることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項３】
前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記発光素子の光出力を変化させる調光制御部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記発光素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項５】
前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を変化させるタイミングを前記複数の前記発光部で揃えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項６】
前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を前記発光部ごとに個別に変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項７】
前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を前記発光部ごとに個別に有し、前記出力制御部は、複数の前記スイッチング素子を前記発光部ごとに異なる周期でスイッチングすることを特徴とする請求項６に記載の点灯装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の点灯装置と、前記発光素子が設けられた器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
それぞれ発光素子を有し並列に接続された複数の発光部に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路と前記複数の前記発光部との間に挿入されるインピーダンス素子を前記発光部ごとに有し、前記インピーダンス素子と前記発光部との直列回路の時定数を前記インピーダンス素子のインピーダンス値によって決めるサージ低減回路とを備え、前記サージ低減回路は、インピーダンス値が異なる少なくとも２種類の前記インピーダンス素子を有することを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記インピーダンス素子はインダクタであることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項３】
前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記発光素子の光出力を変化させる調光制御部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記発光素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項５】
前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を変化させるタイミングを前記複数の前記発光部で揃えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項６】
前記発光部に印加される前記電源回路の出力を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記電源回路の出力を前記発光部ごとに個別に変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項７】
前記電源回路と前記発光部との間に挿入され前記発光部への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子を前記発光部ごとに個別に有し、前記出力制御部は、複数の前記スイッチング素子を前記発光部ごとに異なる周期でスイッチングすることを特徴とする請求項６に記載の点灯装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の点灯装置と、前記発光素子が設けられた器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６９１２６（Ｐ２０１２−１６９１２６Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８６４６（Ｐ２０１１−２８６４６）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【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２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【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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