(57)【要約】【課題】汎用のＰＷＭ調光装置によっても、ちらつきなく安定して深い調光が得られる、より人の視覚特性に合った調光補助回路および発光装置を提供する。【解決手段】ＰＷＭ調光に用いられ、発光回路と接続される調光補助回路であって、発光回路への通電をスイッチング素子によって制御するスイッチング回路と、ＰＷＭのパルス波形を受けて、スイッチング回路へのオン信号を生成する遅延回路を備え、パルス波形のパルスオン時間が所定の値以上で、オン信号がパルスオン時間の一部期間で生成されて立ち上がり、立ち上がり時のオン信号と最大出力時のオン信号の値は異なることを特徴とする。【選択図】図１
2020038779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ調光に用いられ、発光回路と接続される調光補助回路であって、
前記発光回路への通電をスイッチング素子によって制御するスイッチング回路と、
前記ＰＷＭのパルス波形を受けて、前記スイッチング回路へのオン信号を生成する遅延回路を備え、
前記パルス波形のパルスオン時間が所定の値以上で、前記オン信号が前記パルスオン時間の一部期間で生成されて立ち上がり、
前記立ち上がり時の前記オン信号と最大出力時の前記オン信号の値は異なることを特徴とする、調光補助回路。
【請求項２】
前記遅延回路は、第１の抵抗とコンデンサが直列に接続し、前記コンデンサと並列に第２の抵抗が接続され、
前記遅延回路上で信号電位が得られ、
前記信号電位がしきい値を超えることで前記オン信号となることを特徴とする、請求項１に記載の調光補助回路。
【請求項３】
前記オン信号の前記立ち上がり時における前記スイッチング回路のオン抵抗値は、前記最大出力時の前記オン抵抗値よりも高いことを特徴とする、請求項１または２に記載の調光補助回路。
【請求項４】
前記スイッチング素子の基準電位端子には直列に抵抗が接続されていることを特徴とする、請求項１−３のいずれか一項に記載の調光補助回路。
【請求項５】
前記スイッチング素子と並行してバイパス抵抗が接続され、
前記バイパス抵抗を流れる電流値は、最大出力時に前記スイッチング回路を流れる電流値の１／１０以下であることを特徴とする、請求項１−４のいずれか一項に記載の調光補助回路。
【請求項６】
前記発光回路への通電を制御する前記スイッチング素子を複数備え、
少なくとも一つの前記スイッチング素子は前記遅延回路からの前記オン信号により、前記発光回路への電流値を変化させることを特徴とする、請求項１−５のいずれか一項に記載の調光補助回路。
【請求項７】
前記発光回路と、
請求項１−６のいずれか一項に記載の調光補助回路を備えることを特徴とする、発光装置。
【請求項８】
前記発光回路は異なる発光色を発する複数の発光部を備え、
前記発光部は発光素子を有し、
前記発光素子は互いに電気的に並列または直列に接続され、
前記発光回路を流れる電流値に応じて前記各発光素子への電流比率が変わることで発光色が変化することを特徴とする、請求項７に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置の調光制御技術に関し、より特定的にはＰＷＭ調光を用いて微小発光を可能にし、より人の視覚特性に合った調光特性が得られる調光制御技術とこれを備える発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間は暗所でのわずかな光から日中の光までの広いダイナミックレンジの光の下で生活している。人間の目は２種類の視細胞を有し、明るさの感覚は輝度の対数に比例すると知られているように、低輝度の感度に優れており、日中の光の下では視認されない程度の光であっても、暗闇の空間においてはまぶしく感じられる。そのため、照明などの発光装置には明るさだけでなく、最大発光出力の１％以下やさらには０．１％以下といった微小な光が得られ、低輝度ではより細かい発光出力の調整が可能な調光制御技術が求められている。
【０００３】
一方で、照明や表示装置などの用途に使われるＬＥＤなどの発光デバイスを、調光により電流値を小さくし、かつ安定して駆動させることは電源にとって容易ではなく、発光のちらつきや器具間での明るさのばらつきなどが生じ易いため、一般的なＬＥＤ照明器具の調光下限は１０〜２０％に設定される。より低い調光を安定的に実現する比較的簡易な手法として、パルス幅変調（ＰＷＭ）調光が知られており、デューティー比の調整によって最大発光出力の数％まで調光が得られる。
【０００４】
ＰＷＭ調光で最大発光出力の１％以下といった深い調光を得るためには、デューティー比をさらに下げれば良いが、安定なＰＷＭ出力には少なくとも約１０μ秒の波形生成時間が必要であり、また電気ノイズを避ける等の目的で同程度の時間で波形が鈍らされている場合もあり、ＰＷＭのパルスがオンしている時間幅であるパルスオン時間がこの波形生成時間を下回るデューティー比では、出力電圧が定格まで立ち上がらず、不安定な波形となるために、発光のちらつきなどが生じる。もしくは、波形生成時間以上のパルスオン時間での発光の立ち上がりとなり、微小な発光は実現できない。
【０００５】
そのため、ＰＷＭ調光によって安定な深い調光を得る手法として、特許文献１には、ＰＷＭ出力回路内に低デューティー動作モードに移行するモード設定部を備えることで、低いデューティー比においてもＰＷＭ出力電圧を維持する手法が提案されている。また、特許文献２には、ＰＷＭ出力を低い出力周波数に切り替えることで、一定のパルスオン時間を維持しつつ、低いデューティー比を実現する手法が提案されている。
【０００６】
また、暗い発光領域ではゆっくりと明るさが変化し、明るい発光領域では明るさの変化が大きくなる調光特性とすることで、広いダイナミックレンジを持つ人の視覚特性に合った光となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０６０６９６号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１６／０２１２８１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、２の手法ともに汎用のＰＷＭ出力装置を使用することができず、特別な回路をＰＷＭ出力装置内に設ける必要があり、コスト面や入手性等で問題となる。
【０００９】
また、一般的なＰＷＭ調光では、デューティー比に対して、発光の立ち上がりから線形な発光出力の変化となり、調光操作と本来の人の視覚特性が合わないという問題もある。
【００１０】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは汎用のＰＷＭ調光装置によっても、ちらつきなく安定して深い調光が得られる、より人の視覚特性に合った調光補助回路および発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の調光補助回路は、発光回路と接続し、発光回路への通電をスイッチング素子によって制御するスイッチング回路と、ＰＷＭのパルス波形を受けて、スイッチング回路へのオン信号を生成する遅延回路を備え、パルス波形のパルスオン時間が所定の値以上で、オン信号がパルスオン時間の一部期間で生成されて立ち上がり、立ち上がり時のオン信号と最大出力時のオン信号の値は異なることを特徴とする。
【００１２】
ここで、上記の所定の値とは、ＰＷＭのパルス波形が安定となるために必要な波形生成時間である。また、オン信号の値とは、電位や信号波形の形状、または複数の信号の組み合わせなどで与えられる。
【００１３】
オン信号によってスイッチング回路がオンとなり、発光回路へ電流が流れるが、微小発光にて立ち上がるよう、オン信号はパルスオン時間のうち、僅かな時間で生成されて立ち上がることが好ましく、時間の幅が無い場合も含む。
【００１４】
本発明の調光補助回路の一様態において、第１の抵抗とコンデンサが直列に接続し、コンデンサと並列に第２の抵抗が接続され、遅延回路上で信号電位が得られ、信号電位がしきい値を超えることでオン信号となることを特徴とする。
【００１５】
本発明の調光補助回路の一様態において、オン信号の立ち上がり時におけるスイッチング回路のオン抵抗値は、最大出力時のオン抵抗値よりも高いことを特徴とする。
【００１６】
最大出力時よりも立ち上がり時のオン抵抗値が高いことで、立ち上がり時により深い調光が得られ、発光出力の変化が最大出力時よりも緩やかとなる。なお、スイッチング回路のオン抵抗値は、ある値のオン信号で定常駆動した際のスイッチング回路の抵抗値として確認される。
【００１７】
本発明の調光補助回路の一様態において、スイッチング素子の基準電位端子には直列に抵抗が接続されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の調光補助回路の一様態において、スイッチング素子と並行してバイパス抵抗が接続され、バイパス抵抗を流れる電流値は、最大出力時にスイッチング回路を流れる電流値の１／１０以下であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の調光補助回路の一様態において、発光回路への通電を制御するスイッチング素子を複数備え、少なくとも一つのスイッチング素子は遅延回路からのオン信号により、発光回路への電流値を変化させることを特徴とする。
【００２０】
なお、本明細書においては、パルスオン時に流れる電流の値を電流値とし、時間平均された電流値を電流量とする。
【００２１】
本発明の発光装置は、発光回路と上記の調光補助回路を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の発光装置の一様態において、発光回路は異なる発光色を発する複数の発光部を備え、発光部は発光素子を有し、発光素子は互いに電気的に並列または直列に接続され、発光回路を流れる電流値に応じて各発光部への電流比率が変わることで発光色が変化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、汎用のＰＷＭ調光装置によっても、ちらつきなく安定して深い調光が得られる、より人の視覚特性に合った調光補助回路および発光装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る発光装置の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るＰＷＭ波形、信号電位波形、スイッチング回路オンオフ波形を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例１に係る発光装置の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例２に係る発光装置の回路図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例３に係る発光装置の回路図である。
【図７】本発明の調光補助回路の実施例２の調光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の調光補助回路について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１のブロック図に示すように、本発明の実施の形態１に係る発光装置１００は、調光補助回路１と、電源１０と接続する発光回路１１を備える。調光補助回路１は、遅延回路２とスイッチング回路３を備え、ＰＷＭ信号生成部１２からのＰＷＭ信号が遅延回路２に与えられ、スイッチング回路３により発光回路１１への通電が制御される。
【００２７】
電源１０は定電流出力でも定電圧出力であっても良く、定電圧出力である場合は、制限抵抗やドライバＩＣ等によって発光回路１１に流れる電流値が調整される。なお、電源１０がＰＷＭ出力電源であって、遅延回路２に対するＰＷＭ信号源となっていても良く、ＰＷＭ信号生成部１２と調光補助回路１との接続が不要となり、配線接続が簡単となる。
【００２８】
発光回路１１は一つ以上の発光部を有し、発光部は半導体発光素子がパッケージ化された発光デバイスであることが好ましく、従来の光源と比べてより高い発光効率を得ることが可能となる。半導体発光素子は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ、無機ＥＬなどいずれの形態の素子であっても良い。
【００２９】
ＬＥＤは、青色光を発するＩｎＧａＮ系や赤色光を発するＧａＡｌＡｓ系など、種々のタイプのＬＥＤ素子が用いられることが可能であるが、照明用途にはＩｎＧａＮ系のＬＥＤ素子からの光の一部もしくは全てを蛍光体により変換し、所望の白色光を発する白色ＬＥＤデバイスが多く用いられる。
【００３０】
なお、半導体発光素子は時間応答に優れ、通電オンオフに応答してパルス発光するが、発光のちらつきを避けるため、一般的にＰＷＭの周波数は１００Ｈｚよりも高く設定されており、より好ましくは１ＫＨｚ以上であることで、人間の目にはパルス発光は視認されず、発光出力はオフ期間も含めて時間平均された出力強度となる。
【００３１】
遅延回路２はＰＷＭ信号を受けてスイッチング回路３へのオン信号を与えるが、デューティー比が低く、ＰＷＭ出力が不安定な波形生成時間以下のパルスオン時間であれば、オン信号は生成されず、スイッチング回路３はオンとならないため、発光回路１１へは電流が流れず、発光しない。
【００３２】
パルスオン時間が波形生成時間を超え、ＰＷＭ出力が安定した波形となるデューティー比において、遅延回路２よりオン信号が生成され、スイッチング回路３がオンとなることで、発光回路１１へ電流が流れ、発光立ち上がり時でもちらつきの無い安定した発光を得ることができる。
【００３３】
発光の立ち上がりが微小発光となるよう、オン信号はパルスオン時間のうち僅かな時間で生成されて立ち上がり、デューティー比が高くなるに従い、オン信号の期間が徐々に長くなることが好ましい。
【００３４】
なお、上記は、デューティー比１００％時には全期間においてオン信号が与えられ定常通電となるためには、デューティー比の変化に対してオン信号の期間の増加率の大きいデューティー比領域が立ち上がり以降に存在することも示唆している。
【００３５】
さらに、オン信号が立ち上がり時と最大出力時で異なる値となることで、スイッチング回路３のより細かい制御が可能となる。例えば、立ち上がり時のスイッチング回路３の抵抗値が最大出力時と比べて高く調整されることで、発光回路１１に流れる電流がより微小となって、発光出力のより細かい調整が可能となる。
【００３６】
図２は調光補助回路１および発光回路１１からなる発光装置１００の回路図の一例を示しており、調光補助回路１は、第１の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１が直列に接続し、コンデンサＣ１と並列に第２の抵抗Ｒ２が接続された遅延回路２と、スイッチング素子Ｑ１を備えたスイッチング回路３から構成される。発光回路１１は、発光デバイスＬＤ１〜ＬＤｎおよび制限抵抗Ｒ１１１からなる。発光デバイスの直列数は、必要な発光出力や入力電圧等によって適宜決められる。なお、ＰＷＭ出力電源を用いることで、ＰＷＭ信号生成部は不要となっている。
【００３７】
信号電位ＶｓはコンデンサＣ１にかかる電圧によって得られ、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子と電気的に接続される。信号電位Ｖｓはスイッチング素子Ｑ１のゲートしきい値電位を超えることでオン信号となり、信号電位Ｖｓの変動によりスイッチング回路３はオンオフされる。なお、信号電位Ｖｓは遅延回路２内のいずれの位置で得られても良く、また、信号電位Ｖｓがトランジスタやコンパレータ回路などにより増幅されて用いられても良い。
【００３８】
スイッチング素子Ｑ１はトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などが用いられる。好ましくは、ゲート電圧によるオンオフが可能なＦＥＴが用いられ、回路構成によってＮチャネルとＰチャネルなどの種類は適宜選択される。
【００３９】
コンデンサＣ１は、ＰＷＭ出力のパルスオン時に充電され、ＰＷＭ出力のオフ時に放電されることによって、コンデンサＣ１にかかる電圧は時間変動する。
【００４０】
第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２の抵抗値をそれぞれｒ１、ｒ２、コンデンサＣ１のキャパスタンスをＣと置くと、コンデンサＣ１にかかる電圧の上昇の時定数はＣｒ１ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）であり、下降の時定数はＣｒ２である。また、最大出力時のコンデンサＣ１にかかる電圧ＶｃＭａｘはＰＷＭ出力電圧にｒ２／（ｒ１＋ｒ２）を乗じた値であって、コンデンサＣ１にかかる電圧を信号電位Ｖｓとする場合、信号電位Ｖｓは０からＶｃＭａｘ間の値を変動する。
【００４１】
コンデンサＣ１が充電され、オン信号が生成するために必要なパルスオン時間が波形生成時間よりも長くなるよう、コンデンサＣ１にかかる電圧の上昇の時定数は、波形生成時間よりも長いことが好ましく、それぞれの抵抗値やキャパシタンスは適宜設定される。
【００４２】
図３に周波数１ＫＨｚのＰＷＭ駆動において、信号電位Ｖｓとスイッチング素子Ｑ１のオンオフの変動をシミュレーションした一例を示す。入力電圧を２４Ｖとし、抵抗値ｒ１、ｒ２をそれぞれ１２ｋΩ、３ｋΩ、キャパシタンスＣを０．１μＦ、しきい値電位を１．５Ｖとすれば、図３−ａに示すデューティー比１０％での駆動によるパルスオン時間１００μ秒のうち、オン信号が生成し、スイッチング回路がオンとなる期間はデューティー比で１％に相当する約１０μ秒となった。オン信号が信号電位Ｖｓの三角波形で得られて、微小なオン信号の期間を得やすくなっている。デューティー比３５％では、信号電位Ｖｓとスイッチング素子Ｑ１のオンオフの変動は図３−ｂに示すようになった。
【００４３】
図３−ａに示すように、信号電位Ｖｓがゲートしきい値電位をわずかに超える電位でオン信号となる場合、スイッチング素子Ｑ１のオン抵抗は高くなり、１０μ秒のオン期間での発光回路１１へ流れる電流値は高いオン抵抗によって制限されるため、デューティー比に相当する１％よりもさらに深い調光が得られる。電流量が０．１％以下といった微小な発光であっても、ＰＷＭ波形が安定したパルスオン時間であれば、ちらつきの無い安定した発光が得られる。なお、デューティー比が高くなれば、オン信号の値はＶｃＭａｘに至るまで徐々に上昇し、スイッチング素子Ｑ１のオン抵抗は低くなる。なお、デューティー比１００％において、オン信号はＶｃＭａｘでの定常値となる。
【００４４】
上記により、例えば、波形生成時間が５０μ秒であっても、パルスオン時間５０μ秒では発光回路１１へは通電されず、ＰＷＭ波形の安定したパルスオン時間以降で電流が発光回路１１に流れ始め、立ち上がりにおいてはオン抵抗が高いことで、微小発光からの安定した調光を実現することができる。
【００４５】
信号電位Ｖｓはデューティー比が高くなるに従って、その最低値も含めて全体的に上昇するが、信号電位Ｖｓのピーク値でしきい値電位を超えて微小発光となる立ち上がりのデューティー比から、比較的小さなデューティー比変化により、信号電位Ｖｓが全期間においてしきい値を上回る波形となると、パルスオン時間の全期間でオン信号が与えられて急激に明るくなり、低い発光出力での細かい調光制御が難しくなる。そのため、オン信号が生成されたデューティー比から少なくとも１０％高いデューティー比までのデューティー比領域において、信号電位Ｖｓの最低値がしきい値を下回ることが好ましく、オン信号の期間がパルスオン時間よりも短くなり、パルスオン時間の中で発光に寄与しない期間とスイッチング素子が高抵抗となる期間が残るため、急激な明るさ変化を抑え、細かい調光制御が可能となる。
【００４６】
コンデンサＣ１にかかる電圧の下降の時定数は、ＰＷＭ波形の1周期の２倍の時間よりも小さいことが好ましく、比較的小さなデューティー比変化での信号電位Ｖｓの急激な上昇が抑制される。
【００４７】
好ましくは、デューティー比が５０％以上の領域にデューティー比の変化に対するオン信号の期間の増加率が最大となるデューティー比があることで、明るい発光領域でより明るさの変化の大きい調光特性を得ることが可能となる。
【００４８】
なお、遅延回路２はマイコンであって、マイコンはＰＷＭ波形を検知し、デューティー比に応じて異なる電位や波形のオン信号を出力することにより、スイッチング回路３が制御されても良い。
【００４９】
また、ＮチャネルＦＥＴのソース側電極などスイッチング素子Ｑ１の基準電位端子に抵抗が接続されても良く、電流が流れることで基準電位が上昇し、信号電位Ｖｓと基準電位の差が小さくなることで、オン信号の期間が抑制され、発光回路１１へ流れる電流量のより緩やかな立ち上がりと高デューティー比領域でのより大きな変化を得ることが可能となる。
【００５０】
さらに、図４の変形例１に示すように、スイッチング素子Ｑ１のドレイン・ソース間に並列に高抵抗のバイパス抵抗Ｒ３が接続されることで、ＰＷＭ出力電源での駆動にて安定な微小発光が実現されても良い。
【００５１】
そもそも、ＰＷＭ駆動での微小発光でのちらつきの原因の一つは、ＬＥＤなどの発光デバイスの低い電流値での駆動電圧が定格電流での駆動電圧よりも低いことにあって、ＰＷＭ波形が立ち上がる前の定格以下の出力電圧であっても、発光回路に電流が流れ、さらに不安定なＰＷＭ出力電圧によって電流値がばらつくことによる。
【００５２】
オン信号が生成されない間、バイパス抵抗Ｒ３を通って発光回路に流れる電流を微小な電流値とすることで、不安定なＰＷＭ出力電圧での視認にされる輝度でのちらつきを抑制し、安定なＰＷＭ波形にて微小発光を得ることができる。
【００５３】
微小発光時にバイパス抵抗Ｒ３を流れる電流値は最大出力時にスイッチング回路を流れる電流値の１／１０以下となるように、バイパス抵抗Ｒ３の抵抗値は調整されることが好ましく、デューティー比１％での電流量は最大出力時の０．１％以下となる。より好ましくは、バイパス抵抗Ｒ３の抵抗値は、微小発光時にバイパス抵抗Ｒ３を流れる電流値を最大出力時にスイッチング回路を流れる電流値の１／１００以下とする抵抗値であることで、よりちらつきが視認されにくく、細かい調光制御が可能となる。
【００５４】
スイッチング素子Ｑ１が比較的高いデューティー比でオンとなる場合や、波形生成時間がＰＷＭ出力電源の特性などによって異なる場合などにも、バイパス抵抗Ｒ３を備えることにより、ＰＷＭ波形の立ち上がりと同期して安定的に微小発光を得ることができ、また、スイッチング素子Ｑ１のゲートしきい値電位の特性など調光補助回路のばらつきの影響を低減することができる。
【００５５】
組み合わせられる発光回路の出力などに応じて所望の微小発光特性となるよう、スイッチ等でバイパス抵抗Ｒ３の抵抗値が切り替えられても良い。
【００５６】
また、変形例２として、図５に示すように、スイッチング回路３内で複数のスイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２が並列に接続され、異なるデューティー比で遅延回路２よりスイッチング素子にオン信号が与えられても良い。より低いデューティー比でオンとなるスイッチング素子Ｑ１１には抵抗が直列に接続されて電流値が制限されることで、低いデューティー比領域での発光出力変化が緩やかとなり、より高いデューティー比でスイッチング素子Ｑ１２がオンとなって定格電流値となることで、ダイナミックに発光出力が変化する調光カーブが実現できる。例えば、近似的に２．３乗や２．７乗のような演出照明に求められる調光カーブを得ることも可能となる。
【００５７】
それぞれのスイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２に対する信号電位Ｖｓ１、Ｖｓ２は、図５のように遅延回路２内の異なる電位が用いられても良いし、スイッチング素子ごとに遅延回路が設けられても良い。
【００５８】
また、複数のスイッチング素子は直列に接続され、より高いデューティー比でオンとなるスイッチング素子にバイパス抵抗が接続されても良い。
【００５９】
このように１つの発光回路に対して、少なくとも２つの電流経路が備えられ、少なくとも１つの電流経路にはスイッチング素子が接続されて、デューティー比に応じて発光回路に流れる電流値が切り替えられることで、調光レベルが高くなるほどに明るさの変化が大きくなるダイナミックな調光カーブが得られるだけでなく、電流値によって異なる発光色を発する発光回路との組み合わせにより、明るさの変化に併せた発光色の変化も実現できる。
【００６０】
電流値によって異なる発光色を発する発光回路は、例えば、異なる発光色の発光デバイスが直列または並列に接続され、一部の発光デバイスに直列もしくは並列に抵抗などの電子部品が接続されて、電流値に応じてそれぞれの発光デバイスに流れる電流の比率が変化することにより実現される。また、発光領域内に異なる発光色の発光部を有し、発光部内の発光素子が互いに直列または並列に接続されて、電流値によって発光色の変化するＬＥＤデバイスが用いられても良い。
【００６１】
例えば、低いデューティー比領域では５０ｍＡ、高いデューティー比領域では３５０ｍＡの電流値となるように設定された調光補助回路と、５０ｍＡ駆動において色温度２０００Ｋの暖色光を発し、３５０ｍＡ駆動において色温度３０００Ｋの白色光を発する発光回路とによって、暗くなるにつれてより暖色光となるハロゲンランプの色温度変化を模した照明装置が実現でき、人はこのような発光色の変化を快適と感じる視覚特性を有する。本発明の調光補助回路を用いたＰＷＭ駆動であれば、可変定電流での調光制御と比べて電源を含めた発光装置が簡単となり、さらに深い調光も実現できるため、好適である。
【００６２】
定電流ドライバＩＣが用いられる場合、図６の変形例３に示すように、調光補助回路１は、安定なＰＷＭ波形領域でオンとなるスイッチング素子Ｑ１と、センス抵抗Ｒ２４と接続したスイッチング素子Ｑ２をスイッチング回路３内に備え、一定のデューティー比以上で遅延回路２からのオン信号によりスイッチング素子Ｑ２がオンとなり、ドライバＩＣが電流を検知するためのセンス抵抗値が変わることで発光回路１１に流れる電流値を変化させても良い。
【００６３】
なお、センス抵抗はスイッチング素子からＮＯＴ回路などを介して調整されても良く、また、スイッチング素子のオンオフによりドライバＩＣの調光ピンの電圧値が変わることで、電流値を変化させても良い。
【００６４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものでは無く、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例１】
【００６５】
実施例１では、実施の形態１と同様の構成の発光装置を用いて試験を行った。
【００６６】
遅延回路２内のＲ１は７．５ＫΩ、Ｒ２は２ＫΩ、コンデンサＣ１は０．１μＦを用い、スイッチング素子は東芝製電界効果トランジスタ２ＳＫ４０１７を用いた。
【００６７】
ＰＷＭ出力電源として、２４Ｖ定電圧電源にＰＷＭ出力装置を接続して用い、光源回路には制限抵抗とＬＥＤデバイスが接続される。ＰＷＭ出力は周波数１ＫＨｚであり、ＰＷＭ出力のデューティー比と発光回路に流れる電流量の関係を測定した。
【００６８】
デューティー比１０％において、最大電流比０．０１５％の微小な電流量を得られ、ちらつき等は視認されなかった。デューティー比１２％、１５％では電流量はそれぞれ最大電流比の０．５％、３．５％であり、デューティー比１０％から１５％での電流量の変化は、デューティー比９５％から１００％での電流量の変化に対して、約６割であった。
【実施例２】
【００６９】
実施例２では、変形例２の構成のスイッチング素子Ｑ１１にバイパス抵抗を接続した発光装置を用いて試験を行った。
【００７０】
制御回路１０２のＲ１、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ４はそれぞれ７．５ＫΩ、１ＫΩ、１ＫΩ、７５Ω、コンデンサＣ１は０．１μＦを用い、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２は東芝製電界効果トランジスタ２ＳＫ４０１７を用い、バイパス抵抗は１２ＫΩを用いた。
【００７１】
ＰＷＭ出力電源と光源回路は実施例１と同様である。ＰＷＭ出力のデューティー比と発光回路に流れる電流量の関係を測定し、図７にグラフ化した。
【００７２】
図７−ａは線形プロットであり、デューティー比に対して滑らかな曲線の調光カーブが得られ、２．３乗カーブを示す点線のラインに良い近似を示した。また、図７−ｂの対数プロットに示すように、デューティー比１％において、最大電流比０．０１％の電流量制御を実現できた。
【００７３】
デューティー比によって電流値は変化し、電流値によって色が分かるＺＩＧＥＮライティングソリューション社製調色ＬＥＤデバイスＺＧ２ＢＲＭ２３Ｌ００を用い、明るさの変化に伴う発光色の変化も確認することができた。
【符号の説明】
【００７４】
１  調光補助回路
２  遅延回路
３  スイッチング回路
１０  電源
１１  発光回路
１２  ＰＷＭ信号生成部
１００  発光装置
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ１１１  抵抗
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｑ１、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２  スイッチング素子
ＬＤ１、ＬＤｎ  発光デバイス
ＩＣ１  ドライバＩＣ
Ｌ１  インダクタ
Ｄ１  ダイオード
【図１】
2020038779.tif 000003
【図２】
2020038779.tif 000004
【図３】
2020038779.tif 000005
【図４】
2020038779.tif 000006
【図５】
2020038779.tif 000007
【図６】
2020038779.tif 000008
【図７】
2020038779.tif 000009