点灯装置および照明器具
【課題】効率も良くチラツキも少なくしつつ、調光や調色による光源の点灯及び消灯時に、違和感の少ない始動点灯、始動消灯が行える点灯装置、及び照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具１は、発光色の異なる光源である赤色ＬＥＤ２ａと、緑色ＬＥＤ２ｂと、青色ＬＥＤ２ｃとを備えている。照明器具１は、点灯装置３を備えている。点灯装置３は、電気接続する整流器５とマイコン６と駆動部７と調光器８と調光入力部９とを備えている。点灯時は、赤色ＬＥＤ２ａを最初に点灯させ、消灯時は緑色ＬＥＤ２ｂを最初に消灯させる。
【解決手段】照明器具１は、発光色の異なる光源である赤色ＬＥＤ２ａと、緑色ＬＥＤ２ｂと、青色ＬＥＤ２ｃとを備えている。照明器具１は、点灯装置３を備えている。点灯装置３は、電気接続する整流器５とマイコン６と駆動部７と調光器８と調光入力部９とを備えている。点灯時は、赤色ＬＥＤ２ａを最初に点灯させ、消灯時は緑色ＬＥＤ２ｂを最初に消灯させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色の異なる複数の光源を用いて調光や調色を行う点灯装置、及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を備える照明器具が普及してきている。それに伴い、照明器具も低コスト化と高機能化が要求されている。ＬＥＤは、白熱電球や放電灯に比べ、光色を自由にコントロールし易く、状況に応じた調光および調色制御が可能であり、ＬＥＤを利用した照明器具が多く開発されてきている。
【０００３】
この種の照明器具に於いて、色の異なるＬＥＤを合成して所望の光を得て、発光時間や発光開始タイミングを制御することが行われている。従来の点灯装置、及び照明器具の一例を図１１に示す（特許文献１参照）。
【０００４】
図１１は、従来の点灯装置、及び照明器具の構成を示すブロック図である。
【０００５】
従来の照明器具１００は、異なる色、例えば、赤色、緑色、青色、のＬＥＤ２００を複数備え、光出力を調整することにより、所望の色度の合成光を実現している。また、照明器具１００は、各ＬＥＤ２００が発光する発光量を計測する受光素子Ａと、１周期における発光時間や発光、非発光を周期的に制御するマイコン６００等の制御部と、駆動回路７００と、から成る点灯装置３００も備えている。各ＬＥＤ２００に流す電流を既定電流として、発光、非発光を周期的に制御し、１周期に占める各ＬＥＤ２００の発光時間の割合（オンデューティ比）を調整するＰＷＭ（パルス幅変調）によって各ＬＥＤ２００の光出力を調整している。そして、受光素子Ａの計測により、各ＬＥＤ２００の内、１色の単独発光の開始タイミングや色の異なるＬＥＤ２００の発光時間の開始タイミングを形成させていることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３４７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の照明器具１００では、１つの受光素子Ａで複数のＬＥＤ２００の発光量を計測して、周期点滅する複数のＬＥＤ２００の点灯開始タイミング調節することで、所望の色度を得ることができるが、高価な受光素子Ａを必要としている。また、ＬＥＤ２００を周期的に点滅させる必要があるため、チラツキを生じやすいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率も良くチラツキも少なくしつつ、調光や調色による光源の点灯及び消灯時に、違和感の少ない始動点灯、始動消灯が行える点灯装置、及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の点灯装置は、発光色が異なる複数の光源を制御する点灯装置であって、前記光源の点灯および消灯を制御する駆動部と、外部信号を受けて前記駆動部に制御信号を送る制御部と、を備え、前記複数の光源は、第１の光源と、当該第１の光源に比べて色温度および比視感度が高い第２の光源とを少なくとも含み、前記制御部は、前記光源の点灯時には前記第１の光源を前記第２の光源より先に点灯させるフェードイン制御と、前記光源の消灯時には前記第２の光源を前記第１の光源より先に消灯または減光させるフェードアウト制御と、の少なくとも一方の制御を行う制御信号を、前記駆動部に送る。
【００１０】
好ましくは、前記制御部は、前記フェードイン制御によって前記第１の光源を最初に点灯させ、前記フェードアウト制御によって前記第２の光源を最初に消灯または減光させる。
【００１１】
好ましくは、前記駆動部と前記光源との間に、コンデンサと抵抗から成る平滑回路が複数設けられ、前記複数の平滑回路の時定数が同一である。
【００１２】
好ましくは、前記制御部は、消灯命令を受けて消灯時間を計測する消灯計測部と、消灯時間の計測結果を前記駆動部に送る出力部とを備え、前記フェードイン時に前記第２の光源の点灯始動タイミングを遅らせる。
【００１３】
好ましくは、前記点灯始動タイミングを遅らせる時間量は、計測された前記消灯時間または調光レベルによって変更可能である。
【００１４】
好ましくは、前記平滑回路に前記光源の両端電圧を検知する電圧検知部が設けられ、当該電圧検知部は、前記光源の点灯時に前記第１の光原の電圧を検知し、前記制御部は、前記電圧が前記第１の光源の点灯する電位になるまで、前記第２の光源の両端電圧を点灯する電位以下に維持する指令信号を出す。
【００１５】
好ましくは、前記第１の光源が赤色の光を発光する光源であり、前記第２の光源が緑色の光を発光する光源である。
【００１６】
本発明の照明器具は、前記光源と前記点灯装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、点灯時には色温度および比視感度の低い光源を先に点灯させ、消灯時には色温度および比視感度の高い光源を先に消灯させることで、点灯、消灯時に生じやすい違和感を程良く解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態１を説明するための回路図である。
【図２】実施形態１における点灯時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流と合計照度を示すタイムチャートである。
【図３】実施形態１における消灯時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流と合計照度を示すタイムチャートである。
【図４】本発明に係る点灯装置、及び照明器具に用いられる各ＬＥＤの比視感度と波長を示すグラフである。
【図５】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態２を説明するための回路図である。
【図６】実施形態２における消灯状態に移行し、その後フェードイン制御を行った時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流を示すタイムチャートである。
【図７】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態３を説明するためのマイコンの回路図である。
【図８】実施形態３における消灯状態に移行し、その後フェードイン制御を行った時の各ＬＥＤ２の供給電圧及び電流を示すタイムチャートである。
【図９】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態４を説明するための回路図である。
【図１０】実施形態４における消灯状態に移行し、その後フェードイン制御を行った時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流を示すタイムチャートである。
【図１１】従来の点灯装置、及び照明器具の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る点灯装置の好適な実施形態を、図１〜図１０に基づいて詳述する。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１の回路図に基づいて、本発明の実施形態１である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００２１】
照明器具１は、発光色の異なる光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）２を複数備えている。本発明の実施形態では、赤色、緑色、青色の３種類を一例として記載している。第１の光源である赤色ＬＥＤ２ａは、例えば、ＧａＡｓＰタイプのＬＥＤ素子などから成り、第２の光源である緑色ＬＥＤ２ｂは、例えば、ＧａＰタイプのＬＥＤ素子などから成り、第３の光源である青色ＬＥＤ２ｃは、例えば、ＧａＮタイプの素子などから成る。なお、赤色ＬＥＤ２ａや緑色ＬＥＤ２ｂは、白色ＬＥＤを蛍光体により波長変換して得られても良い。また、実施形態では、赤色ＬＥＤ２ａが、ＬＥＤ素子を４つ直列に、緑色ＬＥＤ２ｂと青色ＬＥＤ２ｃが、ＬＥＤ素子を２つ直列に、それぞれ電気接続されている。なお、ＬＥＤ２にはパッケージやチップ等も含まれる。
【００２２】
照明器具１は、点灯装置３を備えている。点灯装置３は、整流器５とマイコン６と駆動部７と調光器８と調光入力部９とを、主に備え、それぞれが電気接続されている。点灯装置３は、商用電源などの交流電源ＡＣから電源供給を受けるものであり、整流器５により直流電源を発生させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１で脈流を含んだＤＣを直流電力に変換させ、コンデンサ（キャパシタ）５２によりＬＥＤ２への供給電圧Ｖを直流に平滑させている。
【００２３】
制御部としてのマイコン６は、調光入力部９からの信号ＤＩＭをＡ／Ｄ変換し、その入力信号に対応する目標の色温度と光束と成るようにＰＷＭ（パルス幅変調）の周期やデューティ比を決定する。駆動部７は、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃに直流電力である供給電圧Ｖを供給するＤＣ／ＤＣコンバータでもあり、マイコン６からのＰＷＭ信号（駆動部７ａに対しＰＷＭ１、駆動部７ｂに対しＰＷＭ２、駆動部７ｃに対しＰＷＭ３）に応じて調光の動作を行う。駆動部７ａが赤色ＬＥＤ２ａを、駆動部７ｂが緑色ＬＥＤ２ｂを、駆動部７ｃが青色ＬＥＤ２ｃを、それぞれ制御している。
【００２４】
調光器８は、照明器具１を調光する機能を有し、ＰＷＭ信号や非同期シリアル通信信号を出力する。調光入力部９は、調光器８からの信号をマイコン６の入力に適した信号に変換する。上述の他、点灯装置３は、交流電源ＡＣの電圧を検知してマイコン６に通電状態を送出する検出部１０を備えている。また、マイコン６は、検出部１０の信号ＡＣＩＮに応じてＬＥＤ２の消灯制御信号も出力する。なお、調光器８と調光入力部９について説明したが、調色（色温度制御）機能を備えていても良い。
【００２５】
上述の点灯装置３によるＬＥＤ２の点灯、消灯について、図２、図３のタイムチャートを用いて説明する。このタイムチャートは、縦軸が、各ＬＥＤ２への供給電圧Ｖ及び電流ＩとＬＥＤ２の合計照度を示し、横軸が時間ｔを示している。
【００２６】
図２は、ＬＥＤ２の消灯状態から点灯状態にフェードイン制御を行った一例を示している。ここで述べる点灯状態とは、調光下限近傍であり、例えば、赤色ＬＥＤ２ａの電流ＩＯ１が約１％、緑色ＬＥＤ２ｂの電流ＩＯ２が約０．５％に、設定されている。また、調光下限近傍では、青色ＬＥＤ２ｃは点灯しない状態に設定されている。タイムチャートでは、符号ＶＯ１を駆動部７ａからの出力電圧、ＩＯ１をＬＥＤ２ａの電流、ＶＯ２を駆動部７ｂからの出力電圧、ＩＯ２をＬＥＤ２ｂの電流、としている。
【００２７】
なお、本発明の各実施形態において、赤色ＬＥＤ２ａと緑色ＬＥＤ２ｂとの２色で説明するが、それ以上の色の異なる光源を用いても構わない。
【００２８】
図２の横軸の各時間おける電圧Ｖ、電流Ｉ、照度について詳述する。
【００２９】
時間ｔ０以前：交流電源ＡＣが供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、コンデンサ５２の両端電圧を一定に制御している。マイコン６が起動し、調光入力部９からの調光信号を入力して出力レベルを決定している。
【００３０】
時間ｔ０：マイコン６が、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃへ出力開始のＰＷＭ信号を送る。それに応じて駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１の上昇が開始する。また、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も同様に上昇を開始する
【００３１】
時間ｔ１：出力電圧ＶＯ１がＬＥＤ２ａを点灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ａは点灯してＬＥＤ２ａの電流ＩＯ１が生じる。この時点では、目標とする調光設定レベルに到達していないため、さらに、ＬＥＤ１ａの電流ＩＯ１は、時間とともに上昇する。照度も上昇し始める。
【００３２】
時間ｔ２：ＬＥＤ２ｂの出力電圧ＶＯ２がＬＥＤ２ｂを点灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ｂは点灯してＬＥＤ２ｂの電流ＩＯ２が生じる。この時点では、電流ＩＯ２が目標とするレベルに到達していないため、さらに、ＬＥＤ２ａの電流ＩＯ２は、時間とともに上昇する。ＬＥＤ２ｂの点灯は、例えば、ＬＥＤ２ａの点灯から１００ミリ秒（ｍｓ）以内（ｔ２−ｔ１以内）とすることが望ましい。
【００３３】
時間ｔ３：電流ＩＯ１と電流ＩＯ２との電流レベルが所定の電流値まで到達する。マイコン６は駆動部７ａと駆動部７ｂの出力上昇を停止させ、この点灯状態を維持する。所望の照度に達する。
【００３４】
図３は、ＬＥＤ２の点灯状態から消灯状態にフェードアウト制御を行った一例を示している。点灯状態等や各符号は、図２と同様である。
【００３５】
図３の横軸の各時間おける電圧Ｖ、電流Ｉ、照度について詳述する。
【００３６】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。
【００３７】
時間ｔ０：マイコン６に消灯の信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１の下降を開始する。また、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も同様に下降を開始する。照度も下降を開始する。
【００３８】
時間ｔ１：駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２がＬＥＤ２ｂを消灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ｂは消灯する。ＬＥＤ２ｂの電流ＩＯ２は０になる。さらに、ＬＥＤ２ｂの電圧ＶＯ２を時間とともに下降させる制御が行われる。照度も下降する。
【００３９】
時間ｔ２：駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１が負荷ＬＥＤ２ａを消灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ａは消灯する。ＬＥＤ２ａの電流ＩＯ１は０になる。さらに、ＬＥＤ２ａの電圧ＶＯ１を時間とともに下降させる制御が行われる。照度も０となる。
【００４０】
時間ｔ３：駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１と駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２の電圧が、０まで到達し、マイコン６は、駆動部７ａと駆動部７ｂの動作を停止させ、消灯状態を維持する。
【００４１】
赤色ＬＥＤ２ａと緑色ＬＥＤ２ｂとの光を混合することで赤から黄色の光（白熱電球のような色味）を再現しているが、ＬＥＤ２ａの点灯とＬＥＤ２ｂの点灯のタイミングがズレたりすることがある。例えば、ＬＥＤ２のチップ温度変化などで点灯開始電圧が変化したり、駆動部７の出力バラツキなどで点灯開始時間が変化することがある。このバラツキにより緑色ＬＥＤ２ｂが先に点灯すると、違和感を生じさせる可能性があり、本発明の照明器具１では、始動時には色温度の低い赤色ＬＥＤ２ａを先に点灯させ、消灯時には比視感度の高い緑色ＬＥＤ２ｂを先に消灯させることで、赤色ＬＥＤ２ａの持つ電球色のリラックスやくつろぎ感を与え、点灯、消灯時の不安感を程良く解消している。また、色変化の不連続による違和感も改善され良好な照明器具１を提供できる。
【００４２】
色変化の不連続による違和感について、図４のグラフを用いて説明する。
【００４３】
図４は、縦軸に比視感度と光出力比を横軸に波長を示している。比視感度特性から各ＬＥＤ２が同じ光度の場合、緑色ＬＥＤ２ｂが最も強く感じられることが分かる。人の目は明るい場所では、波長５５５ｎｍ付近で、暗いところでは、波長５０７ｎｍ付近で、最大の感度を持つことが知られている（国際照明委員会）。また、赤色ＬＥＤ２ａの色温度は約３０００Ｋ、緑色ＬＥＤ２ｂは約５５００Ｋ、青色ＬＥＤ２ｃは約６５００Ｋが一般的である。本発明の照明器具１では、比視感度の高い緑色ＬＥＤ２ｂの点灯、消灯時に於けるチラツキ等を最小限に抑え、緑色ＬＥＤ２ｂに比べて比視感度が低く色温度の低い赤色ＬＥＤ２ａを先に点灯し、後から消灯することで、調光開始時と終了時の色バランスを保ち、高演色性と調色（色温度制御）と調光を実現することが可能である。
【００４４】
＜実施形態２＞
図５の回路図に基づいて、本発明の実施形態２である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００４５】
実施形態２は、実施形態１の回路とほぼ同様であるが、相違は、駆動部７とＬＥＤ２との間にコンデンサＣと抵抗Ｒを並列に接続する平滑回路を構成している点である。駆動部７ａとＬＥＤ２ａとの間には、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１とが電気接続され、駆動部７ｂとＬＥＤ２ｂとの間には、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２とが電気接続され、駆動部７ｃとＬＥＤ２ｃとの間には、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ３とが電気接続されている。各コンデンサＣの電気容量（キャパシタンス）ｃは同じであり（ｃ１＝ｃ２＝ｃ３）、また、各抵抗Ｒの抵抗値ｒも同じである（ｒ１＝ｒ２＝ｒ３）。実施形態２では、時定数（ｒ×ｃ）を揃えて電流比を固定している。
【００４６】
実施形態２の点灯装置３により、ＬＥＤ２が消灯状態に移行し、その後フェードイン制御行った時の各時間おける供給電圧Ｖ及び電流Ｉについて、図６のタイムチャートを用いて説明する。
【００４７】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。Ｖ１は、ＬＥＤ２ａの点灯電圧、Ｖ２はＬＥＤ２ｂの点灯電圧である。
【００４８】
時間ｔ０：マイコン６に消灯信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂの出力を停止する。それにより、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１は、平滑回路の時定数ｃ１×ｒ１による電圧低下が起こる。同様に、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も平滑回路の時定数ｃ２×ｒ２による電圧低下が起こる。
【００４９】
時間ｔ１：マイコン６に点灯信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂの出力を再開する。駆動部７ａの出力電圧Ｖ１は変化速度α１で上昇する。時間ｔ１での出力電圧ＶＯ１の電圧Ｖ１Ｌとすると、（Ｖ１−Ｖ１Ｌ）／α１で出力電圧ＶＯ１は点灯電圧Ｖ１へ到達する。α１は、ＩＯ１／ｃ１で表され（抵抗ｒ１の電流影響が小さい時）、電流ＩＯ１に比例している。駆動部７ｂも同様に出力電圧ＶＯ２は変化速度α２で上昇する。ｔ１の時点での駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２の電圧Ｖ２Ｌとすると、（Ｖ２−Ｖ２Ｌ）／α２で出力電圧ＶＯ２は点灯電圧Ｖ２へ到達する。α２は、ＩＯ２／ｃ２で表され（抵抗ｒ２の電流影響が小さい時）、電流ＩＯ２に比例している。
【００５０】
時間ｔ２：出力電圧ＶＯ１が点灯電圧Ｖ１まで到達し、ＬＥＤ２ａが点灯する。
【００５１】
時間ｔ３：出力電圧ＶＯ２の点灯電圧Ｖ２まで到達し、ＬＥＤ２ｂが点灯し、調光下限の光出力状態となる。
【００５２】
実施形態２は、平滑回路の時定数を一定にしたことを特徴としている。この構成により、コンデンサＣの残留電荷状態による赤色ＬＥＤ２ａと緑色ＬＥＤ２ｂとの点灯タイミングに於けるズレの変動を防止できる。更に、ＬＥＤ２ａの点灯電圧Ｖ１とＬＥＤ２ｂの点灯電圧Ｖ２が異なる場合、Ｖ１：Ｖ２＝ＩＯ１：ＩＯ２＝α１：α２とすることで、充電時間を揃えることが可能となる。この設定により色設定に制約が生じる場合があるが、点灯始動後に電流ＩＯ１と電流ＩＯ２の設定を変更して、所望の電流設定にすることで色変化を目立たなくすることも可能である。また実施形態１のように、ＬＥＤ２ａを先に点灯させるために、例えば、ＩＯ１＞ＩＯ２×（Ｖ１／Ｖ２）とマイコン６のＰＷＭ信号出力を設定すれば、必ずＬＥＤ２ａが先に点灯するので始動時の違和感を低減することが可能である。
【００５３】
実施形態２は、ＬＥＤ２負荷の端子両端に比較的大容量のコンデンサＣを備えた例である。この構成により、ＬＥＤ２のピーク電流電圧変化が少なくなるため、ＬＥＤ素子の電気的ストレスや効率も良くなり、さらにチラツキを少なくした設計が可能である。従来技術の欠点である、調光下限でＬＥＤ２を始動点灯させる場合に生じる、長い充電時間と点灯タイミングのズレを解消できる。本発明に係る照明器具１を用いることで、効率も良くチラツキも少なく、調光調色時における違和感の少ない始動点灯を提供している。
【００５４】
＜実施形態３の点灯装置、及び照明器具の説明＞
図７のマイコンの回路図に基づいて、本発明の実施形態３である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００５５】
マイコン６は、調光コントロール部６１と実施形態３を実行させるための消灯計測部６２と出力部６３とを備えている。調光コントロール部６１は、調光入力部９からの信号をＡ／Ｄ変換し、その入力信号に対応する目標の色温度と光束となるようにＰＷＭ信号の周期やデューティ比を決定する。また、交流電源ＡＣの通電状態に応じて消灯制御も行う。消灯計測部６２は、交流電源ＡＣの遮断や調光入力部９からの信号による消灯命令が、調光コントロール部６１に与えられて消灯している時間を計測する。再び、点灯命令が調光コントロール部６１に与えられて点灯状態へ移行するとき、消灯経過時間の計測結果を出力部６３へ送る。出力部６３は、消灯経過時間を元に、緑色ＬＥＤ２ｂへのＰＷＭ２信号出力の遅延時間を決定し、点灯開始から遅延時間だけＰＷＭ２信号の出力を消灯レベルにする。なお、その他の構成は、実施形態１又は実施形態２と基本的に変わらない。
【００５６】
実施形態３のマイコン６を使用した点灯装置３により、ＬＥＤ２が消灯状態に移行し、その後フェードイン制御行った時の各時間おける供給電圧Ｖ及び電流Ｉについて、図８のタイムチャートを用いて説明する。
【００５７】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。Ｖ１は、ＬＥＤ２ａの点灯電圧、Ｖ２はＬＥＤ２ｂの点灯電圧である。Ｉ１は、ＬＥＤ２ａの電流、Ｉ２はＬＥＤ２ｂの電流である。その他は、実施形態２と同様である。
【００５８】
時間ｔ０：マイコン６に消灯の信号が入力される。マイコン６の調光コントロール部６１はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂへの出力を停止する。それにより、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１は、平滑回路の時定数ｃ１×ｒ１による電圧低下が起こる。同様に、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も平滑回路の時定数ｃ２×ｒ２による電圧低下が起こる。消灯計測部６２が消灯時間の計測を開始する。
【００５９】
時間ｔ１：マイコン６に点灯の信号が入力される。消灯計測部６２が、消灯時間の計測を終了し、消灯時間（ｔ１−ｔ０）の計測結果を出力部６３に送る。消灯計測部６２は、調光コントロール部６１のＰＷＭ２信号出力の遅延を開始する。遅延の行われないＰＷＭ１信号出力は駆動部７ａへ送信され、駆動部７ａは出力を開始し、供給電圧ＶＯ１は上昇を始める。
【００６０】
時間ｔ２：消灯計測部６２は遅延を終了し、調光コントロール部６１のＰＷＭ２信号の遅延が止まり、ＰＷＭ２信号が駆動部７ｂへ送信される。駆動部７ｂは出力を開始し、供給電圧ＶＯ２は上昇を始める。
【００６１】
時間ｔ３：供給電圧ＶＯ１がＶ１まで到達し、ＬＥＤ２ａが点灯する。
【００６２】
時間ｔ４：供給電圧ＶＯ２がＶ２まで到達し、ＬＥＤ２ｂが点灯する。
【００６３】
実施形態３は、フェードイン時に緑色ＬＥＤ２ｂに電力を供給する駆動部７ｂの始動タイミングを遅らせたことを特徴としている。この遅延により、時定数や電流設定の違いによってＬＥＤ２ｂの点灯開始時間がＬＥＤ２ａより早い設定であっても、ＬＥＤ２ｂが先に点灯することを防止できるため、平滑回路設計やＬＥＤ２への負荷電流設定の変更に柔軟に対応することが可能となる。また、ＬＥＤ２ｂとＬＥＤ２ａの点灯開始時間の差は消灯時間によって変化するため、この消灯時間に応じてＬＥＤ２ｂの遅延時間を補正することで消灯時間がばらついても常にＬＥＤ２ａを先に点灯させることができる。例えば、消灯時間と共に、ＬＥＤ２ｂとＬＥＤ２ａとの点灯開始時間の差が大きくなる場合や、更に、調光レベル設定でＬＥＤ２ａとＬＥＤ２ｂとの電流が変化したときも、必要遅延時間の予測は可能なので演算により遅延時間を修正すれば良い。特に、ＬＥＤ２電流Ｉの大きい領域（定格点灯のレベルなど）で再始動する場合は、遅延時間を０とすれば良い。
【００６４】
＜実施形態４の点灯装置、及び照明器具の説明＞
図９の回路図に基づいて、本発明の実施形態４である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００６５】
実施形態２又は実施形態３と異なる点は、平滑回路にＬＥＤ２の両端電圧を検知する電圧検知部Ｌを設けたことである。電圧検知部Ｌは、マイコン６とも電気接続されている。ＬＥＤ２の両端電圧を検知してＬＥＤ２が点灯しないレベル以下であると、マイコン６に低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。例えば、ＬＥＤ２ａの調光下限の点灯電圧が１３Ｖであれば、８０％電圧の１０．４Ｖを閾値とする。８０％電圧でなくても通常時に誤検出しない範囲に設定すればよい。また、ＬＥＤ２ｂの調光下限の点灯電圧が６．５Ｖであれば、８０％電圧の５．２Ｖを閾値とする。８０％電圧でなくても通常時に誤検出しない範囲に設定すればよい。
【００６６】
実施形態４の点灯装置３により、ＬＥＤ２が消灯状態に移行し、その後フェードイン制御行った時の各時間おける供給電圧Ｖ及び電流Ｉについて、図１０のタイムチャートを用いて説明する。
【００６７】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。Ｖ１は、ＬＥＤ２ａの点灯電圧、Ｖ２はＬＥＤ２ｂの点灯電圧である。Ｉ１は、ＬＥＤ２ａの電流、Ｉ２はＬＥＤ２ｂの電流である。
【００６８】
時間ｔ０：マイコン６に消灯信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂの出力を停止する。それにより、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１は、平滑回路の時定数ｃ１×ｒ１による電圧低下が起こる。同様に、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も平滑回路の時定数ｃ２×ｒ２による電圧低下が起こる。
【００６９】
時間ｔ０〜ｔ１間：供給電圧ＶＯ１がＬＥＤ２ａを確実に消灯する電圧レベルＶ１Ｌ以下になると、電圧検知部Ｌ１は低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。また、供給電圧ＶＯ２ＬＥＤ２ｂを確実に消灯する電圧レベルＶ２Ｌ以下になると、電圧検知部Ｌ２は低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。
【００７０】
時間ｔ１：マイコン６に点灯信号が入力される。マイコン６は、駆動部７ａに初期充電のための電流設定をＰＷＭ１信号として出力する。駆動部７ａの出力電流ＩＯ１はそれに応じてＩ１Ｃとなる。同時にマイコン６は、駆動部７ｂに初期充電のための電流設定をＰＷＭ２信号として出力する。駆動部７ｂの出力電流ＩＯ２はそれに応じてＩ２Ｃとなる。そして、初期充電電流でコンデンサＣは充電され始める。
【００７１】
時間ｔ２：供給電圧ＶＯ２がＬＥＤ２ｂを確実に消灯する電圧レベルＶ２Ｌより上になると電圧検知部Ｌ２は低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。その信号を受けマイコン６は、コンデンサＣ２の初期充電動作を止める。マイコン６は、充電状態が一定になる電流レベルＩ２ＺとなるＰＷＭ２信号を駆動部７ｂに送る。Ｉ２Ｚは、抵抗Ｒ２に流れる電流でＩ２Ｚ＝Ｖ２Ｌ／ｒ２である。
【００７２】
時間ｔ３：供給電圧ＶＯ１がＬＥＤ２ａを確実に消灯する電圧レベルＶ１Ｌより上になると電圧検知部Ｌ１は高電圧検出信号「Ｈｉｇｈ」を送る。その信号を受けマイコン６は、コンデンサＣ１の初期充電動作を止める。マイコン６は、駆動部７ａへ調光下限の電流設定となるＰＷＭ１信号を駆動部７ａへ送る。またマイコン６は、駆動部７ｂへ調光下限の電流設定となるＰＷＭ２信号を駆動部７ｂへ送る。
【００７３】
時間ｔ４：供給電圧ＶＯ１がＶ１まで到達し、ＬＥＤ２ａが点灯する。
【００７４】
時間ｔ５：供給電圧ＶＯ２がＶ２まで到達し、ＬＥＤ２ｂが点灯する。
【００７５】
実施形態４は、ＬＥＤ２（負荷）が点灯する直前の電圧状態を検知して、点灯開始時間を短くすることでバラツキを抑えたうえで、緑色ＬＥＤ２ｂの始動タイミングを遅らせたことを特徴としている。これにより時定数や電流設定の違いによってＬＥＤ２ｂの点灯開始時間がＬＥＤ２ａより早い設定であっても、ＬＥＤ２ｂが先に点灯することを防止することが可能となる。また、平滑回路設計や負荷電流設定の変更に柔軟に対応して、調光下限でＬＥＤ２の電流Ｉが少ない状態でも点灯開始を早くすることも可能となる。更に、電圧検知部Ｌは、負荷異常検出と兼用し易くなる。即ち、点灯中の短絡などで負荷電圧が低下を検知し、点灯回路の出力を停止するなどの制御を行えば、点灯装置３を安全な状態を保てる。本発明のどの実施形態においても、本発明に係る照明器具１を用いることで、効率も良くチラツキも少なく、調光調色時における違和感の少ない始動点灯を提供している。
【００７６】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【符号の説明】
【００７７】
１：照明器具
２、２ａ、２ｂ、２ｃ：ＬＥＤ（光源）
３：点灯回路
５：整流器
６：マイコン
７、７ａ、７ｂ、７ｃ：駆動部
８：調光部
９：調光入力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色の異なる複数の光源を用いて調光や調色を行う点灯装置、及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を備える照明器具が普及してきている。それに伴い、照明器具も低コスト化と高機能化が要求されている。ＬＥＤは、白熱電球や放電灯に比べ、光色を自由にコントロールし易く、状況に応じた調光および調色制御が可能であり、ＬＥＤを利用した照明器具が多く開発されてきている。
【０００３】
この種の照明器具に於いて、色の異なるＬＥＤを合成して所望の光を得て、発光時間や発光開始タイミングを制御することが行われている。従来の点灯装置、及び照明器具の一例を図１１に示す（特許文献１参照）。
【０００４】
図１１は、従来の点灯装置、及び照明器具の構成を示すブロック図である。
【０００５】
従来の照明器具１００は、異なる色、例えば、赤色、緑色、青色、のＬＥＤ２００を複数備え、光出力を調整することにより、所望の色度の合成光を実現している。また、照明器具１００は、各ＬＥＤ２００が発光する発光量を計測する受光素子Ａと、１周期における発光時間や発光、非発光を周期的に制御するマイコン６００等の制御部と、駆動回路７００と、から成る点灯装置３００も備えている。各ＬＥＤ２００に流す電流を既定電流として、発光、非発光を周期的に制御し、１周期に占める各ＬＥＤ２００の発光時間の割合（オンデューティ比）を調整するＰＷＭ（パルス幅変調）によって各ＬＥＤ２００の光出力を調整している。そして、受光素子Ａの計測により、各ＬＥＤ２００の内、１色の単独発光の開始タイミングや色の異なるＬＥＤ２００の発光時間の開始タイミングを形成させていることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３４７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の照明器具１００では、１つの受光素子Ａで複数のＬＥＤ２００の発光量を計測して、周期点滅する複数のＬＥＤ２００の点灯開始タイミング調節することで、所望の色度を得ることができるが、高価な受光素子Ａを必要としている。また、ＬＥＤ２００を周期的に点滅させる必要があるため、チラツキを生じやすいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率も良くチラツキも少なくしつつ、調光や調色による光源の点灯及び消灯時に、違和感の少ない始動点灯、始動消灯が行える点灯装置、及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の点灯装置は、発光色が異なる複数の光源を制御する点灯装置であって、前記光源の点灯および消灯を制御する駆動部と、外部信号を受けて前記駆動部に制御信号を送る制御部と、を備え、前記複数の光源は、第１の光源と、当該第１の光源に比べて色温度および比視感度が高い第２の光源とを少なくとも含み、前記制御部は、前記光源の点灯時には前記第１の光源を前記第２の光源より先に点灯させるフェードイン制御と、前記光源の消灯時には前記第２の光源を前記第１の光源より先に消灯または減光させるフェードアウト制御と、の少なくとも一方の制御を行う制御信号を、前記駆動部に送る。
【００１０】
好ましくは、前記制御部は、前記フェードイン制御によって前記第１の光源を最初に点灯させ、前記フェードアウト制御によって前記第２の光源を最初に消灯または減光させる。
【００１１】
好ましくは、前記駆動部と前記光源との間に、コンデンサと抵抗から成る平滑回路が複数設けられ、前記複数の平滑回路の時定数が同一である。
【００１２】
好ましくは、前記制御部は、消灯命令を受けて消灯時間を計測する消灯計測部と、消灯時間の計測結果を前記駆動部に送る出力部とを備え、前記フェードイン時に前記第２の光源の点灯始動タイミングを遅らせる。
【００１３】
好ましくは、前記点灯始動タイミングを遅らせる時間量は、計測された前記消灯時間または調光レベルによって変更可能である。
【００１４】
好ましくは、前記平滑回路に前記光源の両端電圧を検知する電圧検知部が設けられ、当該電圧検知部は、前記光源の点灯時に前記第１の光原の電圧を検知し、前記制御部は、前記電圧が前記第１の光源の点灯する電位になるまで、前記第２の光源の両端電圧を点灯する電位以下に維持する指令信号を出す。
【００１５】
好ましくは、前記第１の光源が赤色の光を発光する光源であり、前記第２の光源が緑色の光を発光する光源である。
【００１６】
本発明の照明器具は、前記光源と前記点灯装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、点灯時には色温度および比視感度の低い光源を先に点灯させ、消灯時には色温度および比視感度の高い光源を先に消灯させることで、点灯、消灯時に生じやすい違和感を程良く解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態１を説明するための回路図である。
【図２】実施形態１における点灯時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流と合計照度を示すタイムチャートである。
【図３】実施形態１における消灯時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流と合計照度を示すタイムチャートである。
【図４】本発明に係る点灯装置、及び照明器具に用いられる各ＬＥＤの比視感度と波長を示すグラフである。
【図５】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態２を説明するための回路図である。
【図６】実施形態２における消灯状態に移行し、その後フェードイン制御を行った時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流を示すタイムチャートである。
【図７】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態３を説明するためのマイコンの回路図である。
【図８】実施形態３における消灯状態に移行し、その後フェードイン制御を行った時の各ＬＥＤ２の供給電圧及び電流を示すタイムチャートである。
【図９】本発明に係る点灯装置、及び照明器具の実施形態４を説明するための回路図である。
【図１０】実施形態４における消灯状態に移行し、その後フェードイン制御を行った時の各ＬＥＤへの供給電圧及び電流を示すタイムチャートである。
【図１１】従来の点灯装置、及び照明器具の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る点灯装置の好適な実施形態を、図１〜図１０に基づいて詳述する。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１の回路図に基づいて、本発明の実施形態１である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００２１】
照明器具１は、発光色の異なる光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）２を複数備えている。本発明の実施形態では、赤色、緑色、青色の３種類を一例として記載している。第１の光源である赤色ＬＥＤ２ａは、例えば、ＧａＡｓＰタイプのＬＥＤ素子などから成り、第２の光源である緑色ＬＥＤ２ｂは、例えば、ＧａＰタイプのＬＥＤ素子などから成り、第３の光源である青色ＬＥＤ２ｃは、例えば、ＧａＮタイプの素子などから成る。なお、赤色ＬＥＤ２ａや緑色ＬＥＤ２ｂは、白色ＬＥＤを蛍光体により波長変換して得られても良い。また、実施形態では、赤色ＬＥＤ２ａが、ＬＥＤ素子を４つ直列に、緑色ＬＥＤ２ｂと青色ＬＥＤ２ｃが、ＬＥＤ素子を２つ直列に、それぞれ電気接続されている。なお、ＬＥＤ２にはパッケージやチップ等も含まれる。
【００２２】
照明器具１は、点灯装置３を備えている。点灯装置３は、整流器５とマイコン６と駆動部７と調光器８と調光入力部９とを、主に備え、それぞれが電気接続されている。点灯装置３は、商用電源などの交流電源ＡＣから電源供給を受けるものであり、整流器５により直流電源を発生させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１で脈流を含んだＤＣを直流電力に変換させ、コンデンサ（キャパシタ）５２によりＬＥＤ２への供給電圧Ｖを直流に平滑させている。
【００２３】
制御部としてのマイコン６は、調光入力部９からの信号ＤＩＭをＡ／Ｄ変換し、その入力信号に対応する目標の色温度と光束と成るようにＰＷＭ（パルス幅変調）の周期やデューティ比を決定する。駆動部７は、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃに直流電力である供給電圧Ｖを供給するＤＣ／ＤＣコンバータでもあり、マイコン６からのＰＷＭ信号（駆動部７ａに対しＰＷＭ１、駆動部７ｂに対しＰＷＭ２、駆動部７ｃに対しＰＷＭ３）に応じて調光の動作を行う。駆動部７ａが赤色ＬＥＤ２ａを、駆動部７ｂが緑色ＬＥＤ２ｂを、駆動部７ｃが青色ＬＥＤ２ｃを、それぞれ制御している。
【００２４】
調光器８は、照明器具１を調光する機能を有し、ＰＷＭ信号や非同期シリアル通信信号を出力する。調光入力部９は、調光器８からの信号をマイコン６の入力に適した信号に変換する。上述の他、点灯装置３は、交流電源ＡＣの電圧を検知してマイコン６に通電状態を送出する検出部１０を備えている。また、マイコン６は、検出部１０の信号ＡＣＩＮに応じてＬＥＤ２の消灯制御信号も出力する。なお、調光器８と調光入力部９について説明したが、調色（色温度制御）機能を備えていても良い。
【００２５】
上述の点灯装置３によるＬＥＤ２の点灯、消灯について、図２、図３のタイムチャートを用いて説明する。このタイムチャートは、縦軸が、各ＬＥＤ２への供給電圧Ｖ及び電流ＩとＬＥＤ２の合計照度を示し、横軸が時間ｔを示している。
【００２６】
図２は、ＬＥＤ２の消灯状態から点灯状態にフェードイン制御を行った一例を示している。ここで述べる点灯状態とは、調光下限近傍であり、例えば、赤色ＬＥＤ２ａの電流ＩＯ１が約１％、緑色ＬＥＤ２ｂの電流ＩＯ２が約０．５％に、設定されている。また、調光下限近傍では、青色ＬＥＤ２ｃは点灯しない状態に設定されている。タイムチャートでは、符号ＶＯ１を駆動部７ａからの出力電圧、ＩＯ１をＬＥＤ２ａの電流、ＶＯ２を駆動部７ｂからの出力電圧、ＩＯ２をＬＥＤ２ｂの電流、としている。
【００２７】
なお、本発明の各実施形態において、赤色ＬＥＤ２ａと緑色ＬＥＤ２ｂとの２色で説明するが、それ以上の色の異なる光源を用いても構わない。
【００２８】
図２の横軸の各時間おける電圧Ｖ、電流Ｉ、照度について詳述する。
【００２９】
時間ｔ０以前：交流電源ＡＣが供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、コンデンサ５２の両端電圧を一定に制御している。マイコン６が起動し、調光入力部９からの調光信号を入力して出力レベルを決定している。
【００３０】
時間ｔ０：マイコン６が、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃへ出力開始のＰＷＭ信号を送る。それに応じて駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１の上昇が開始する。また、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も同様に上昇を開始する
【００３１】
時間ｔ１：出力電圧ＶＯ１がＬＥＤ２ａを点灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ａは点灯してＬＥＤ２ａの電流ＩＯ１が生じる。この時点では、目標とする調光設定レベルに到達していないため、さらに、ＬＥＤ１ａの電流ＩＯ１は、時間とともに上昇する。照度も上昇し始める。
【００３２】
時間ｔ２：ＬＥＤ２ｂの出力電圧ＶＯ２がＬＥＤ２ｂを点灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ｂは点灯してＬＥＤ２ｂの電流ＩＯ２が生じる。この時点では、電流ＩＯ２が目標とするレベルに到達していないため、さらに、ＬＥＤ２ａの電流ＩＯ２は、時間とともに上昇する。ＬＥＤ２ｂの点灯は、例えば、ＬＥＤ２ａの点灯から１００ミリ秒（ｍｓ）以内（ｔ２−ｔ１以内）とすることが望ましい。
【００３３】
時間ｔ３：電流ＩＯ１と電流ＩＯ２との電流レベルが所定の電流値まで到達する。マイコン６は駆動部７ａと駆動部７ｂの出力上昇を停止させ、この点灯状態を維持する。所望の照度に達する。
【００３４】
図３は、ＬＥＤ２の点灯状態から消灯状態にフェードアウト制御を行った一例を示している。点灯状態等や各符号は、図２と同様である。
【００３５】
図３の横軸の各時間おける電圧Ｖ、電流Ｉ、照度について詳述する。
【００３６】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。
【００３７】
時間ｔ０：マイコン６に消灯の信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１の下降を開始する。また、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も同様に下降を開始する。照度も下降を開始する。
【００３８】
時間ｔ１：駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２がＬＥＤ２ｂを消灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ｂは消灯する。ＬＥＤ２ｂの電流ＩＯ２は０になる。さらに、ＬＥＤ２ｂの電圧ＶＯ２を時間とともに下降させる制御が行われる。照度も下降する。
【００３９】
時間ｔ２：駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１が負荷ＬＥＤ２ａを消灯させる電圧に到達し、ＬＥＤ２ａは消灯する。ＬＥＤ２ａの電流ＩＯ１は０になる。さらに、ＬＥＤ２ａの電圧ＶＯ１を時間とともに下降させる制御が行われる。照度も０となる。
【００４０】
時間ｔ３：駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１と駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２の電圧が、０まで到達し、マイコン６は、駆動部７ａと駆動部７ｂの動作を停止させ、消灯状態を維持する。
【００４１】
赤色ＬＥＤ２ａと緑色ＬＥＤ２ｂとの光を混合することで赤から黄色の光（白熱電球のような色味）を再現しているが、ＬＥＤ２ａの点灯とＬＥＤ２ｂの点灯のタイミングがズレたりすることがある。例えば、ＬＥＤ２のチップ温度変化などで点灯開始電圧が変化したり、駆動部７の出力バラツキなどで点灯開始時間が変化することがある。このバラツキにより緑色ＬＥＤ２ｂが先に点灯すると、違和感を生じさせる可能性があり、本発明の照明器具１では、始動時には色温度の低い赤色ＬＥＤ２ａを先に点灯させ、消灯時には比視感度の高い緑色ＬＥＤ２ｂを先に消灯させることで、赤色ＬＥＤ２ａの持つ電球色のリラックスやくつろぎ感を与え、点灯、消灯時の不安感を程良く解消している。また、色変化の不連続による違和感も改善され良好な照明器具１を提供できる。
【００４２】
色変化の不連続による違和感について、図４のグラフを用いて説明する。
【００４３】
図４は、縦軸に比視感度と光出力比を横軸に波長を示している。比視感度特性から各ＬＥＤ２が同じ光度の場合、緑色ＬＥＤ２ｂが最も強く感じられることが分かる。人の目は明るい場所では、波長５５５ｎｍ付近で、暗いところでは、波長５０７ｎｍ付近で、最大の感度を持つことが知られている（国際照明委員会）。また、赤色ＬＥＤ２ａの色温度は約３０００Ｋ、緑色ＬＥＤ２ｂは約５５００Ｋ、青色ＬＥＤ２ｃは約６５００Ｋが一般的である。本発明の照明器具１では、比視感度の高い緑色ＬＥＤ２ｂの点灯、消灯時に於けるチラツキ等を最小限に抑え、緑色ＬＥＤ２ｂに比べて比視感度が低く色温度の低い赤色ＬＥＤ２ａを先に点灯し、後から消灯することで、調光開始時と終了時の色バランスを保ち、高演色性と調色（色温度制御）と調光を実現することが可能である。
【００４４】
＜実施形態２＞
図５の回路図に基づいて、本発明の実施形態２である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００４５】
実施形態２は、実施形態１の回路とほぼ同様であるが、相違は、駆動部７とＬＥＤ２との間にコンデンサＣと抵抗Ｒを並列に接続する平滑回路を構成している点である。駆動部７ａとＬＥＤ２ａとの間には、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１とが電気接続され、駆動部７ｂとＬＥＤ２ｂとの間には、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２とが電気接続され、駆動部７ｃとＬＥＤ２ｃとの間には、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ３とが電気接続されている。各コンデンサＣの電気容量（キャパシタンス）ｃは同じであり（ｃ１＝ｃ２＝ｃ３）、また、各抵抗Ｒの抵抗値ｒも同じである（ｒ１＝ｒ２＝ｒ３）。実施形態２では、時定数（ｒ×ｃ）を揃えて電流比を固定している。
【００４６】
実施形態２の点灯装置３により、ＬＥＤ２が消灯状態に移行し、その後フェードイン制御行った時の各時間おける供給電圧Ｖ及び電流Ｉについて、図６のタイムチャートを用いて説明する。
【００４７】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。Ｖ１は、ＬＥＤ２ａの点灯電圧、Ｖ２はＬＥＤ２ｂの点灯電圧である。
【００４８】
時間ｔ０：マイコン６に消灯信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂの出力を停止する。それにより、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１は、平滑回路の時定数ｃ１×ｒ１による電圧低下が起こる。同様に、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も平滑回路の時定数ｃ２×ｒ２による電圧低下が起こる。
【００４９】
時間ｔ１：マイコン６に点灯信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂの出力を再開する。駆動部７ａの出力電圧Ｖ１は変化速度α１で上昇する。時間ｔ１での出力電圧ＶＯ１の電圧Ｖ１Ｌとすると、（Ｖ１−Ｖ１Ｌ）／α１で出力電圧ＶＯ１は点灯電圧Ｖ１へ到達する。α１は、ＩＯ１／ｃ１で表され（抵抗ｒ１の電流影響が小さい時）、電流ＩＯ１に比例している。駆動部７ｂも同様に出力電圧ＶＯ２は変化速度α２で上昇する。ｔ１の時点での駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２の電圧Ｖ２Ｌとすると、（Ｖ２−Ｖ２Ｌ）／α２で出力電圧ＶＯ２は点灯電圧Ｖ２へ到達する。α２は、ＩＯ２／ｃ２で表され（抵抗ｒ２の電流影響が小さい時）、電流ＩＯ２に比例している。
【００５０】
時間ｔ２：出力電圧ＶＯ１が点灯電圧Ｖ１まで到達し、ＬＥＤ２ａが点灯する。
【００５１】
時間ｔ３：出力電圧ＶＯ２の点灯電圧Ｖ２まで到達し、ＬＥＤ２ｂが点灯し、調光下限の光出力状態となる。
【００５２】
実施形態２は、平滑回路の時定数を一定にしたことを特徴としている。この構成により、コンデンサＣの残留電荷状態による赤色ＬＥＤ２ａと緑色ＬＥＤ２ｂとの点灯タイミングに於けるズレの変動を防止できる。更に、ＬＥＤ２ａの点灯電圧Ｖ１とＬＥＤ２ｂの点灯電圧Ｖ２が異なる場合、Ｖ１：Ｖ２＝ＩＯ１：ＩＯ２＝α１：α２とすることで、充電時間を揃えることが可能となる。この設定により色設定に制約が生じる場合があるが、点灯始動後に電流ＩＯ１と電流ＩＯ２の設定を変更して、所望の電流設定にすることで色変化を目立たなくすることも可能である。また実施形態１のように、ＬＥＤ２ａを先に点灯させるために、例えば、ＩＯ１＞ＩＯ２×（Ｖ１／Ｖ２）とマイコン６のＰＷＭ信号出力を設定すれば、必ずＬＥＤ２ａが先に点灯するので始動時の違和感を低減することが可能である。
【００５３】
実施形態２は、ＬＥＤ２負荷の端子両端に比較的大容量のコンデンサＣを備えた例である。この構成により、ＬＥＤ２のピーク電流電圧変化が少なくなるため、ＬＥＤ素子の電気的ストレスや効率も良くなり、さらにチラツキを少なくした設計が可能である。従来技術の欠点である、調光下限でＬＥＤ２を始動点灯させる場合に生じる、長い充電時間と点灯タイミングのズレを解消できる。本発明に係る照明器具１を用いることで、効率も良くチラツキも少なく、調光調色時における違和感の少ない始動点灯を提供している。
【００５４】
＜実施形態３の点灯装置、及び照明器具の説明＞
図７のマイコンの回路図に基づいて、本発明の実施形態３である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００５５】
マイコン６は、調光コントロール部６１と実施形態３を実行させるための消灯計測部６２と出力部６３とを備えている。調光コントロール部６１は、調光入力部９からの信号をＡ／Ｄ変換し、その入力信号に対応する目標の色温度と光束となるようにＰＷＭ信号の周期やデューティ比を決定する。また、交流電源ＡＣの通電状態に応じて消灯制御も行う。消灯計測部６２は、交流電源ＡＣの遮断や調光入力部９からの信号による消灯命令が、調光コントロール部６１に与えられて消灯している時間を計測する。再び、点灯命令が調光コントロール部６１に与えられて点灯状態へ移行するとき、消灯経過時間の計測結果を出力部６３へ送る。出力部６３は、消灯経過時間を元に、緑色ＬＥＤ２ｂへのＰＷＭ２信号出力の遅延時間を決定し、点灯開始から遅延時間だけＰＷＭ２信号の出力を消灯レベルにする。なお、その他の構成は、実施形態１又は実施形態２と基本的に変わらない。
【００５６】
実施形態３のマイコン６を使用した点灯装置３により、ＬＥＤ２が消灯状態に移行し、その後フェードイン制御行った時の各時間おける供給電圧Ｖ及び電流Ｉについて、図８のタイムチャートを用いて説明する。
【００５７】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。Ｖ１は、ＬＥＤ２ａの点灯電圧、Ｖ２はＬＥＤ２ｂの点灯電圧である。Ｉ１は、ＬＥＤ２ａの電流、Ｉ２はＬＥＤ２ｂの電流である。その他は、実施形態２と同様である。
【００５８】
時間ｔ０：マイコン６に消灯の信号が入力される。マイコン６の調光コントロール部６１はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂへの出力を停止する。それにより、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１は、平滑回路の時定数ｃ１×ｒ１による電圧低下が起こる。同様に、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も平滑回路の時定数ｃ２×ｒ２による電圧低下が起こる。消灯計測部６２が消灯時間の計測を開始する。
【００５９】
時間ｔ１：マイコン６に点灯の信号が入力される。消灯計測部６２が、消灯時間の計測を終了し、消灯時間（ｔ１−ｔ０）の計測結果を出力部６３に送る。消灯計測部６２は、調光コントロール部６１のＰＷＭ２信号出力の遅延を開始する。遅延の行われないＰＷＭ１信号出力は駆動部７ａへ送信され、駆動部７ａは出力を開始し、供給電圧ＶＯ１は上昇を始める。
【００６０】
時間ｔ２：消灯計測部６２は遅延を終了し、調光コントロール部６１のＰＷＭ２信号の遅延が止まり、ＰＷＭ２信号が駆動部７ｂへ送信される。駆動部７ｂは出力を開始し、供給電圧ＶＯ２は上昇を始める。
【００６１】
時間ｔ３：供給電圧ＶＯ１がＶ１まで到達し、ＬＥＤ２ａが点灯する。
【００６２】
時間ｔ４：供給電圧ＶＯ２がＶ２まで到達し、ＬＥＤ２ｂが点灯する。
【００６３】
実施形態３は、フェードイン時に緑色ＬＥＤ２ｂに電力を供給する駆動部７ｂの始動タイミングを遅らせたことを特徴としている。この遅延により、時定数や電流設定の違いによってＬＥＤ２ｂの点灯開始時間がＬＥＤ２ａより早い設定であっても、ＬＥＤ２ｂが先に点灯することを防止できるため、平滑回路設計やＬＥＤ２への負荷電流設定の変更に柔軟に対応することが可能となる。また、ＬＥＤ２ｂとＬＥＤ２ａの点灯開始時間の差は消灯時間によって変化するため、この消灯時間に応じてＬＥＤ２ｂの遅延時間を補正することで消灯時間がばらついても常にＬＥＤ２ａを先に点灯させることができる。例えば、消灯時間と共に、ＬＥＤ２ｂとＬＥＤ２ａとの点灯開始時間の差が大きくなる場合や、更に、調光レベル設定でＬＥＤ２ａとＬＥＤ２ｂとの電流が変化したときも、必要遅延時間の予測は可能なので演算により遅延時間を修正すれば良い。特に、ＬＥＤ２電流Ｉの大きい領域（定格点灯のレベルなど）で再始動する場合は、遅延時間を０とすれば良い。
【００６４】
＜実施形態４の点灯装置、及び照明器具の説明＞
図９の回路図に基づいて、本発明の実施形態４である点灯装置、及び照明器具を説明する。
【００６５】
実施形態２又は実施形態３と異なる点は、平滑回路にＬＥＤ２の両端電圧を検知する電圧検知部Ｌを設けたことである。電圧検知部Ｌは、マイコン６とも電気接続されている。ＬＥＤ２の両端電圧を検知してＬＥＤ２が点灯しないレベル以下であると、マイコン６に低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。例えば、ＬＥＤ２ａの調光下限の点灯電圧が１３Ｖであれば、８０％電圧の１０．４Ｖを閾値とする。８０％電圧でなくても通常時に誤検出しない範囲に設定すればよい。また、ＬＥＤ２ｂの調光下限の点灯電圧が６．５Ｖであれば、８０％電圧の５．２Ｖを閾値とする。８０％電圧でなくても通常時に誤検出しない範囲に設定すればよい。
【００６６】
実施形態４の点灯装置３により、ＬＥＤ２が消灯状態に移行し、その後フェードイン制御行った時の各時間おける供給電圧Ｖ及び電流Ｉについて、図１０のタイムチャートを用いて説明する。
【００６７】
時間ｔ０以前：マイコン６は与えられている調光レベルに応じた出力状態を維持している。Ｖ１は、ＬＥＤ２ａの点灯電圧、Ｖ２はＬＥＤ２ｂの点灯電圧である。Ｉ１は、ＬＥＤ２ａの電流、Ｉ２はＬＥＤ２ｂの電流である。
【００６８】
時間ｔ０：マイコン６に消灯信号が入力される。マイコン６はそれに応じて、駆動部７ａおよび駆動部７ｂの出力を停止する。それにより、駆動部７ａの出力電圧ＶＯ１は、平滑回路の時定数ｃ１×ｒ１による電圧低下が起こる。同様に、駆動部７ｂの出力電圧ＶＯ２も平滑回路の時定数ｃ２×ｒ２による電圧低下が起こる。
【００６９】
時間ｔ０〜ｔ１間：供給電圧ＶＯ１がＬＥＤ２ａを確実に消灯する電圧レベルＶ１Ｌ以下になると、電圧検知部Ｌ１は低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。また、供給電圧ＶＯ２ＬＥＤ２ｂを確実に消灯する電圧レベルＶ２Ｌ以下になると、電圧検知部Ｌ２は低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。
【００７０】
時間ｔ１：マイコン６に点灯信号が入力される。マイコン６は、駆動部７ａに初期充電のための電流設定をＰＷＭ１信号として出力する。駆動部７ａの出力電流ＩＯ１はそれに応じてＩ１Ｃとなる。同時にマイコン６は、駆動部７ｂに初期充電のための電流設定をＰＷＭ２信号として出力する。駆動部７ｂの出力電流ＩＯ２はそれに応じてＩ２Ｃとなる。そして、初期充電電流でコンデンサＣは充電され始める。
【００７１】
時間ｔ２：供給電圧ＶＯ２がＬＥＤ２ｂを確実に消灯する電圧レベルＶ２Ｌより上になると電圧検知部Ｌ２は低電圧検出信号「Ｌｏｗ」を送る。その信号を受けマイコン６は、コンデンサＣ２の初期充電動作を止める。マイコン６は、充電状態が一定になる電流レベルＩ２ＺとなるＰＷＭ２信号を駆動部７ｂに送る。Ｉ２Ｚは、抵抗Ｒ２に流れる電流でＩ２Ｚ＝Ｖ２Ｌ／ｒ２である。
【００７２】
時間ｔ３：供給電圧ＶＯ１がＬＥＤ２ａを確実に消灯する電圧レベルＶ１Ｌより上になると電圧検知部Ｌ１は高電圧検出信号「Ｈｉｇｈ」を送る。その信号を受けマイコン６は、コンデンサＣ１の初期充電動作を止める。マイコン６は、駆動部７ａへ調光下限の電流設定となるＰＷＭ１信号を駆動部７ａへ送る。またマイコン６は、駆動部７ｂへ調光下限の電流設定となるＰＷＭ２信号を駆動部７ｂへ送る。
【００７３】
時間ｔ４：供給電圧ＶＯ１がＶ１まで到達し、ＬＥＤ２ａが点灯する。
【００７４】
時間ｔ５：供給電圧ＶＯ２がＶ２まで到達し、ＬＥＤ２ｂが点灯する。
【００７５】
実施形態４は、ＬＥＤ２（負荷）が点灯する直前の電圧状態を検知して、点灯開始時間を短くすることでバラツキを抑えたうえで、緑色ＬＥＤ２ｂの始動タイミングを遅らせたことを特徴としている。これにより時定数や電流設定の違いによってＬＥＤ２ｂの点灯開始時間がＬＥＤ２ａより早い設定であっても、ＬＥＤ２ｂが先に点灯することを防止することが可能となる。また、平滑回路設計や負荷電流設定の変更に柔軟に対応して、調光下限でＬＥＤ２の電流Ｉが少ない状態でも点灯開始を早くすることも可能となる。更に、電圧検知部Ｌは、負荷異常検出と兼用し易くなる。即ち、点灯中の短絡などで負荷電圧が低下を検知し、点灯回路の出力を停止するなどの制御を行えば、点灯装置３を安全な状態を保てる。本発明のどの実施形態においても、本発明に係る照明器具１を用いることで、効率も良くチラツキも少なく、調光調色時における違和感の少ない始動点灯を提供している。
【００７６】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【符号の説明】
【００７７】
１：照明器具
２、２ａ、２ｂ、２ｃ：ＬＥＤ（光源）
３：点灯回路
５：整流器
６：マイコン
７、７ａ、７ｂ、７ｃ：駆動部
８：調光部
９：調光入力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色が異なる複数の光源を制御する点灯装置であって、
前記光源の点灯および消灯を制御する駆動部と、
外部信号を受けて前記駆動部に制御信号を送る制御部と、を備え、
前記複数の光源は、第１の光源と、当該第１の光源に比べて色温度および比視感度が高い第２の光源とを少なくとも含み、
前記制御部は、前記光源の点灯時には前記第１の光源を前記第２の光源より先に点灯させるフェードイン制御と、前記光源の消灯時には前記第２の光源を前記第１の光源より先に消灯または減光させるフェードアウト制御と、の少なくとも一方の制御を行う制御信号を、前記駆動部に送る点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の点灯装置であって、
前記制御部は、前記フェードイン制御によって前記第１の光源を最初に点灯させ、前記フェードアウト制御によって前記第２の光源を最初に消灯または減光させる点灯装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の点灯装置であって、
前記駆動部と前記光源との間に、コンデンサと抵抗から成る平滑回路が複数設けられ、前記複数の平滑回路の時定数が同一である点灯装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の点灯装置であって、
前記制御部は、消灯命令を受けて消灯時間を計測する消灯計測部と、消灯時間の計測結果を前記駆動部に送る出力部とを備え、前記フェードイン時に前記第２の光源の点灯始動タイミングを遅らせる点灯装置。
【請求項５】
請求項４に記載の点灯装置であって、
前記点灯始動タイミングを遅らせる時間量は、計測された前記消灯時間または調光レベルによって変更可能である点灯装置。
【請求項６】
請求項３に記載の点灯装置であって、
前記平滑回路に前記光源の両端電圧を検知する電圧検知部が設けられ、当該電圧検知部は、前記光源の点灯時に前記第１の光原の電圧を検知し、前記制御部は、前記電圧が前記第１の光源の点灯する電位になるまで、前記第２の光源の両端電圧を点灯する電位以下に維持する指令信号を出す点灯装置。
【請求項７】
請求項２に記載の点灯装置であって、
前記第１の光源が赤色の光を発光する光源であり、前記第２の光源が緑色の光を発光する光源である点灯装置。
【請求項８】
前記光源と請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の点灯装置を備える照明器具。
【請求項１】
発光色が異なる複数の光源を制御する点灯装置であって、
前記光源の点灯および消灯を制御する駆動部と、
外部信号を受けて前記駆動部に制御信号を送る制御部と、を備え、
前記複数の光源は、第１の光源と、当該第１の光源に比べて色温度および比視感度が高い第２の光源とを少なくとも含み、
前記制御部は、前記光源の点灯時には前記第１の光源を前記第２の光源より先に点灯させるフェードイン制御と、前記光源の消灯時には前記第２の光源を前記第１の光源より先に消灯または減光させるフェードアウト制御と、の少なくとも一方の制御を行う制御信号を、前記駆動部に送る点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の点灯装置であって、
前記制御部は、前記フェードイン制御によって前記第１の光源を最初に点灯させ、前記フェードアウト制御によって前記第２の光源を最初に消灯または減光させる点灯装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の点灯装置であって、
前記駆動部と前記光源との間に、コンデンサと抵抗から成る平滑回路が複数設けられ、前記複数の平滑回路の時定数が同一である点灯装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の点灯装置であって、
前記制御部は、消灯命令を受けて消灯時間を計測する消灯計測部と、消灯時間の計測結果を前記駆動部に送る出力部とを備え、前記フェードイン時に前記第２の光源の点灯始動タイミングを遅らせる点灯装置。
【請求項５】
請求項４に記載の点灯装置であって、
前記点灯始動タイミングを遅らせる時間量は、計測された前記消灯時間または調光レベルによって変更可能である点灯装置。
【請求項６】
請求項３に記載の点灯装置であって、
前記平滑回路に前記光源の両端電圧を検知する電圧検知部が設けられ、当該電圧検知部は、前記光源の点灯時に前記第１の光原の電圧を検知し、前記制御部は、前記電圧が前記第１の光源の点灯する電位になるまで、前記第２の光源の両端電圧を点灯する電位以下に維持する指令信号を出す点灯装置。
【請求項７】
請求項２に記載の点灯装置であって、
前記第１の光源が赤色の光を発光する光源であり、前記第２の光源が緑色の光を発光する光源である点灯装置。
【請求項８】
前記光源と請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の点灯装置を備える照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０１８１８（Ｐ２０１３−１０１８１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４６６７（Ｐ２０１１−２４４６６７）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【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５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【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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