(57)【要約】      （修正有）【課題】フリッカーを改善した発光素子制御装置を提供する。【解決手段】複数の発光素子を有する発光部を制御する発光素子制御装置は、交流信号を整流して脈流信号に変換する整流部１３０と脈流信号ＶＲの最大レベルと最小レベルとの間のレベル差を減少させて、駆動信号ＶＤとして出力する脈流信号調整部１４０と駆動信号ＶＤのレベル変化に相応して、複数の発光素子の点灯を制御する点灯制御部１５０とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を有する発光部を制御する発光素子制御装置であって、
交流信号を整流して脈流信号に変換する整流部と、
前記脈流信号の最大レベルと最小レベルとの間のレベル差を減少させて、駆動信号として出力する脈流信号調整部と、
前記駆動信号のレベル変化に相応して、前記複数の発光素子の点灯を制御する点灯制御部と、を含む、該発光素子制御装置。
【請求項２】
前記脈流信号調整部は、
前記脈流信号のレベル差を４０％乃至５０％程度減少させて、前記駆動信号として出力する、請求項１に記載の発光素子制御装置。
【請求項３】
前記脈流信号調整部は、
前記最小レベルを増加させて前記レベル差を減少させる、請求項１に記載の発光素子制御装置。
【請求項４】
前記脈流信号調整部は、
前記脈流信号を充電し、充電された信号を前記脈流信号のレベルが一定レベル以下となるときに放電して、前記レベル差が減少した前記駆動信号として出力する信号充電及び放電部を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子制御装置。
【請求項５】
前記脈流信号調整部は、
前記脈流信号の低い電位と接続される陽極を有する第１ダイオードと、
前記脈流信号の高い電位と前記第１ダイオードの陰極との間に接続される第１キャパシタと、
前記第１ダイオードの陰極に接続される陽極を有する第２ダイオードと、
前記第２ダイオードの陰極と接続される一側を有する充電経路抵抗と、
前記脈流信号の高い電位及び前記充電経路抵抗の他側にそれぞれ接続される陰極及び陽極を有する第３ダイオードと、
前記充電経路抵抗の他側と前記脈流信号の低い電位との間に接続される第２キャパシタと、を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子制御装置。
【請求項６】
前記整流部は、
前記交流信号を整流して前記脈流信号に変換する全波ダイオードブリッジ回路を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子制御装置。
【請求項７】
前記点灯制御部は、
前記駆動信号のレベルが低い値から高い値に増加する位相範囲で、前記駆動信号のレベル増加によって前記発光素子の点灯数を増加させ、
前記駆動信号のレベルが高い値から低い値に減少する位相範囲で、前記駆動信号のレベル減少によって前記発光素子の点灯数を減少させる、請求項１ないし６のいずれかに記載の発光素子制御装置。
【請求項８】
前記複数の発光素子は直列接続され、
前記発光部は、
複数の発光素子アレイと、
前記発光素子アレイの間に配置された接続抵抗とを含み、
前記直列接続された複数の発光素子は、前記複数の発光素子アレイに区分される、請求項１ないし７のいずれかに記載の発光素子制御装置。
【請求項９】
前記点灯制御部は、
前記接続抵抗と前記発光素子アレイ間の接点と、基準電位との間に配置されたスイッチと、
前記駆動信号のレベルによって前記スイッチの開閉を制御するスイッチング制御部と、を含む、請求項８に記載の発光素子制御装置。
【請求項１０】
前記点灯制御部は、
前記スイッチング制御部と前記スイッチとの間に配置された電流制限抵抗と、
前記駆動信号のレベルを調整して前記スイッチング制御部に供給する電圧調整部とをさらに含む、請求項９に記載の発光素子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、発光素子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体技術の発展に伴い、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）の効率性が大きく向上した。これによって、ＬＥＤは、白熱電球や蛍光灯のような既存の照明装置に比べて寿命が長く、エネルギー消耗が少ないので、経済的なだけでなく環境にもやさしいという長所を有する。このような長所によって、ＬＥＤは、現在、信号灯や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）のような平板表示装置のバックライトなどを代替する光源として注目されている。
【０００３】
一般に、ＬＥＤを照明装置として使用する場合、複数のＬＥＤは直列や並列に接続され、発光素子制御装置によってその点灯及び消灯が制御される。これによって、複数のＬＥＤを制御する発光素子制御装置は、一般に、交流（ＡＣ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧を整流し、整流された脈流電圧によって複数のＬＥＤの点灯及び消灯を制御する。
【０００４】
図１は、既存の発光素子制御装置で交流電圧を全波整流した脈流電圧の波形図を示し、Ｖは電圧を示し、Ｉは電流を示す。
【０００５】
既存の発光素子制御装置は、交流電圧を全波整流して、図１に示したような脈流電圧に変換し、この脈流電圧を用いて発光素子の点灯及び消灯を制御する。図１の波形を参照すると、脈流電圧の特性上、ＬＥＤが反復的に点灯及び消灯を繰り返す。すなわち、全波整流された脈流電圧の各周期において、脈流電圧が一定値以上である区間では、所定パターンの電流が連続的に供給されて、該当のＬＥＤが点灯するが、脈流電圧が一定値より小さい区間１０では、電流が供給されないため、ＬＥＤが消灯する。
【０００６】
前述したように、既存の発光素子制御装置は、ＬＥＤの点灯及び消灯を非常に速い周期で制御するため、不回避的に区間１０でフリッカー（ｆｌｉｃｋｅｒ）を発生させる。フリッカーは、人間の目で容易に識別されないとしても、長時間にわたってフリッカーに目が露出する場合、気になるようになり、疲労感を感じやすいという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
様々な実施形態により、フリッカーを改善した発光素子制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態によれば、複数の発光素子を有する発光部を制御する発光素子制御装置は、交流信号を整流して脈流信号に変換する整流部と；前記脈流信号の最大レベルと最小レベルとの間のレベル差を減少させて、駆動信号として出力する脈流信号調整部と；前記駆動信号のレベル変化に相応して、前記複数の発光素子の点灯を制御する点灯制御部と；を含むことができる。
【０００９】
前記脈流信号調整部は、前記脈流信号のレベル差を４０％乃至５０％程度減少させて、前記駆動信号として出力するか、または前記最小レベルを増加させて前記レベル差を減少させることができる。
【００１０】
前記脈流信号調整部は、前記脈流信号を充電し、充電された信号を前記脈流信号のレベルが一定レベル以下となるときに放電して、前記レベル差が減少した前記駆動信号として出力する信号充電及び放電部を含むことができる。
【００１１】
前記脈流信号調整部は、前記脈流信号の低い電位と接続される陽極を有する第１ダイオードと；前記脈流信号の高い電位と前記第１ダイオードの陰極との間に接続される第１キャパシタと；前記第１ダイオードの陰極に接続される陽極を有する第２ダイオードと；前記第２ダイオードの陰極と接続される一側を有する充電経路抵抗と；前記脈流信号の高い電位及び前記充電経路抵抗の他側にそれぞれ接続される陰極及び陽極を有する第３ダイオードと；前記充電経路抵抗の他側と前記脈流信号の低い電位との間に接続される第２キャパシタと；を含むことができる。
【００１２】
前記整流部は、前記交流信号を整流して前記脈流信号に変換する全波ダイオードブリッジ回路を含むことができる。
【００１３】
前記点灯制御部は、前記駆動信号のレベルが低い値から高い値に増加する位相範囲で、前記駆動信号のレベル増加によって前記発光素子の点灯数を増加させ、前記駆動信号のレベルが高い値から低い値に減少する位相範囲で、前記駆動信号のレベル減少によって前記発光素子の点灯数を減少させることができる。
【００１４】
前記複数の発光素子は、直列接続することができる。前記発光部は、複数の発光素子アレイと；前記発光素子アレイの間に配置された接続抵抗と；を含み、前記直列接続された複数の発光素子は、前記複数の発光素子アレイに区分可能である。
【００１５】
前記点灯制御部は、前記接続抵抗と前記発光素子アレイ間の接点と基準電位との間に配置されたスイッチと；前記駆動信号のレベルによって前記スイッチの開閉を制御するスイッチング制御部と；を含むことができる。
【００１６】
前記点灯制御部は、前記スイッチング制御部と前記スイッチとの間に配置された電流制限抵抗と；前記駆動信号のレベルを調整して前記スイッチング制御部に供給する電圧調整部と；をさらに含むことができる。
【００１７】
前記電圧調整部は、前記駆動信号の高い電位と低い電位との間で互いに直列接続される複数の第１抵抗と；前記駆動信号の高い電位と低い電位との間で互いに直列接続される第２抵抗及び第３キャパシタと；を含むことができる。
【００１８】
前記点灯制御部は、前記第２抵抗と前記第３キャパシタの接点と前記スイッチング制御部との間に接続されて、前記交流信号の遮断時または入力時に、前記スイッチング制御部の動作をリセットさせるリセット部をさらに含むことができる。
【００１９】
前記点灯制御部は、前記スイッチング制御部にクロック信号を供給するクロック発生部をさらに含むことができる。
【００２０】
前記点灯制御部は、前記クロック発生部で生成されたクロックの個数をカウントするカウンターをさらに含み、前記スイッチング制御部は、前記カウンターのカウントされた結果に応答して前記スイッチの開閉を制御することができる。
【００２１】
前記発光素子制御装置は、前記交流信号と前記整流部との間に配置されるヒューズをさらに含むことができる。
【００２２】
前記点灯制御部は、前記駆動信号のレベル変化に相応して、前記複数の発光素子を順次点灯させたり消灯させたりすることができる。
【００２３】
前記点灯制御部は、前記駆動信号のレベル変化によって、前記複数の発光素子の点灯または消灯を前記複数の発光素子アレイ別に制御することができる。前記点灯制御部は、前記駆動信号のレベル変化によって前記複数の発光素子アレイを順次点灯させるか、または前記駆動信号のレベル変化によって前記複数の発光素子アレイを順次消灯させることができる。
【００２４】
他の実施形態によれば、複数の発光素子を有する発光部を制御する発光素子制御装置は、交流電圧を整流して脈流電圧に変換する整流部と；前記脈流電圧の最小レベルを増加させて、前記脈流電圧の最大レベルと最小レベルとの間のレベル差を減少させ、減少されたレベル差を有する駆動電圧を出力する脈流信号調整部と；前記駆動電圧のレベル変化に相応して、前記複数の発光素子の点灯または消灯を制御する点灯制御部と；を含むことができる。
【発明の効果】
【００２５】
一実施形態に係る発光素子制御装置は、脈流電圧の最小レベルを増加させた駆動電圧によって発光素子の点灯及び消灯を制御するので、脈流電圧が一定値より小さい区間でも、発光素子が持続的に点灯状態を維持するようにして、フリッカーを改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
下記の図面を参照して実施形態について詳細に説明する。ただし、図面中、同一の構成要素には同一の参照符号を付する。
【図１】既存の発光素子制御装置で交流電圧を全波整流した脈流電圧の波形図である。
【図２】実施形態に係る発光素子制御装置の概略的なブロック図である。
【図３】図２に例示した発光素子制御装置における各部の波形図をそれぞれ示す図である。
【図４】図２に例示した各部の実施形態の回路図である。
【図５】図４の発光素子制御装置の動作を説明するための駆動電圧及び駆動電流の波形図である。
【図６】既存と実施形態の力率及び高調波歪みを説明するためのグラフである。
【図７】既存と実施形態の力率及び高調波歪みを説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を具体的に説明するために実施形態を挙げて説明し、発明に対する理解を助けるために、添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明に係る実施形態は、様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が、以下に詳述する実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。本発明の実施形態は、当業界において平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００２８】
図２は、実施形態に係る発光素子制御装置の概略的なブロック図であって、交流電源１１０、ヒューズ（ｆｕｓｅ）１２０、整流部１３０、脈流信号調整部１４０及び点灯制御部１５０を含む。
【００２９】
図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、図２に例示した発光素子制御装置における各部の波形図をそれぞれ示す。
【００３０】
交流電源１１０は、図３（ａ）に例示したような交流信号を供給する。このとき、交流信号は、実効値が１００Ｖまたは２００Ｖであり、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの周波数を有する交流電圧（Ｖａｃ）であってもよい。
【００３１】
ヒューズ１２０は、瞬間的に高いレベルを有する交流信号から、図２の発光素子制御装置を保護する役割を果たす。すなわち、瞬間的に高いレベルを有する交流信号が入るときに、オープンされて発光素子制御装置１３０〜１５０を保護する。そのために、ヒューズ１２０は、交流電源１１０と整流部１３０との間に配置することができる。
【００３２】
整流部１３０は、交流電源１１０から提供される交流信号を整流し、整流された結果を脈流信号ＶＲとして脈流信号調整部１４０に出力する。例えば、整流部１３０は、図３（ａ）に例示した交流信号を、図３（ｂ）に例示したように全波整流することができる。すなわち、脈流信号ＶＲは、図３（ｂ）に例示した通りである。
【００３３】
脈流信号調整部１４０は、脈流信号ＶＲの最大レベルと最小レベルとの間のレベル差を減少させて、駆動信号ＶＤとして出力する。例えば、脈流信号調整部１４０は、図３（ｂ）に例示した脈流信号ＶＲの最大レベルＭＡＸと最小レベル（“Ａ”）との間のレベル差ｄ１を、図３（ｃ）に例示したように、所定レベル（ΔＬ）だけ減少させて、駆動信号ＶＤとして点灯制御部１５０に出力することができる。ここで、脈流信号ＶＲの最小レベル（“Ａ”）とは、図３（ａ）に示したＡＣ信号のピーク間の値の中間値であってもよく、ＡＣ信号の最大値と最小値の平均値であってもよい。“Ａ”は、実数であってもよく、例えば、‘０’であってもよい。したがって、駆動信号のレベル差ｄ２は、次の数式１の通りである。
【００３４】
【数１】
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【００３５】
例えば、所定レベル（ΔＬ）は、全体レベルｄ１の４０％〜５０％程度であってもよい。
【００３６】
点灯制御部１５０は、脈流信号調整部１４０から受けた駆動信号ＶＤのレベル変化に相応して、発光部１６０に含まれた複数の発光素子の点灯を制御する。既存の場合、図３（ｂ）に例示した脈流信号を駆動信号ＶＤとして用いて、この信号ＶＤのレベル変化に相応して、複数の直列接続された発光素子の点灯及び消灯が制御された。したがって、区間１０でフリッカーが発生した。
【００３７】
これに反して、本実施形態の場合、点灯制御部１５０は、図３（ｂ）の代わりに、図３（ｃ）に例示した駆動信号ＶＤのレベル変化に相応して、複数の直列接続された発光素子の点灯を制御する。したがって、区間１０でフリッカーを改善することができる。
【００３８】
一方、発光部１６０は、点灯制御部１５０によって点灯及び消灯が制御され、直列接続された複数の発光素子を含むことができる。例えば、発光部１６０は、第１〜第Ｎ発光素子アレイ１６２−１，１６２−２，...，１６２−Ｎ及び第１〜第Ｎ−１接続抵抗ＭＲ１，ＭＲ２，...，ＭＲＮ−１を含むことができるが、これに限定されない。ここで、Ｎは、２以上の整数とすることができる。発光部１６０に含まれた直列接続された複数の発光素子は、複数の発光素子アレイ１６２−１，１６２−２，...，１６２−Ｎに区分可能である。もし、発光素子アレイ１６２−１，１６２−２，...．，１６２−Ｎのそれぞれが、直列接続された第１〜第Ｍ発光素子ＬＤｎ−１，ＬＤｎ−２，...．，ＬＤｎ−Ｍを含む場合、発光部１６０に含まれたＮ＊Ｍ個の直列接続された発光素子は、Ｎ個の発光素子アレイ１６２−１，１６２−２，...，１６２−Ｎに区分可能である。ここで、Ｍは、１以上の整数であり、１≦ｎ≦Ｎである。
【００３９】
図４は、図２に例示した各部１３０〜１５０の実施形態の回路図を示す。
【００４０】
図４の発光素子制御装置は、交流電源１１０、ヒューズ１２０、整流部１３０Ａ、脈流信号調整部１４０Ａ及び点灯制御部１５０Ａを含む。図４の整流部１３０Ａ、脈流信号調整部１４０Ａ及び点灯制御部１５０Ａは、図２の整流部１３０、脈流信号調整部１４０及び点灯制御部１５０の各実施形態に該当する。
【００４１】
図４の整流部１３０Ａは、交流信号Ｖａｃを整流して脈流信号ＶＲに変換する全波ダイオードブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）回路によって具現することができる。全波ダイオードブリッジ回路は４個のブリッジダイオードＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３，ＢＤ４を含むことができる。全波ダイオードブリッジ回路は、一般的な内容であるので、これについての詳細な説明は省略する。
【００４２】
実施形態によれば、脈流信号調整部１４０Ａは、信号充電及び放電部を用いて脈流信号ＶＲの最小レベル（“Ａ”）を増加させることによって、最大レベルＭＡＸと最小レベルとの間のレベル差を減少させることができる。信号充電及び放電部は、整流部１３０から提供される脈流信号ＶＲを充電し、充電された信号を、脈流信号ＶＲのレベルが一定レベル以下となるときに放電する。
【００４３】
そのために、図４に例示したように、脈流信号調整部１４０Ａは、第１及び第２キャパシタＣ１，Ｃ２、第１、第２及び第３ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、及び充電経路抵抗Ｒ１を含むことができる。
【００４４】
第１ダイオードＤ１は、脈流信号ＶＲの低い電位ＶＲＬと接続される陽極を有する。第１キャパシタＣ１は、脈流信号ＶＲの高い電位ＶＲＨと第１ダイオードＤ１の陰極との間に接続される。第２ダイオードＤ２は、第１ダイオードＤ１の陰極に接続される陽極を有し、充電経路抵抗Ｒ１の一側と接続される陰極を有する。充電経路抵抗Ｒ１は、第２ダイオードＤ２の陰極と接続される一側を有し、第３ダイオードＤ３の陽極と接続される他側を有する。第３ダイオードＤ３は、脈流信号ＶＲの高い電位ＶＲＨ及び充電経路抵抗Ｒ１の他側にそれぞれ接続される陰極及び陽極を有する。第２キャパシタＣ２は、充電経路抵抗Ｒ１の他側と脈流信号ＶＲの低い電位ＶＲＬとの間に接続される。
【００４５】
図４に例示した脈流信号調整部１４０Ａは、一種の谷埋め（ｖａｌｌｅｙ  ｆｉｌｌ）回路の構成形態を有する。
【００４６】
前述した構成を有する脈流信号調整部１４０Ａにおいて、整流部１３０Ａから提供される脈流信号ＶＲの略中間レベルまで、充電経路Ｐ１を介してキャパシタＣ１，Ｃ２に脈流信号が充電される。脈流信号ＶＲのレベルがピーク値の下の谷（ｖａｌｌｅｙ）位相に低下する時、駆動信号ＶＤのレベルは脈流信号ＶＲの略半分まで低下する。このとき、キャパシタＣ１，Ｃ２に充電された電圧は、放電経路Ｐ２，Ｐ３を介して点灯制御部１５０Ａに、駆動信号として放電される。
【００４７】
点灯制御部１５０Ａは、駆動信号ＶＤのレベルが低い値から高い値に増加する位相範囲で、駆動信号ＶＤのレベル増加によって発光素子ＬＤ１−１，...，ＬＤＮ−Ｍの点灯数を増加させる。また、点灯制御部１５０Ａは、駆動信号ＶＤのレベルが高い値から低い値に減少する位相範囲で、駆動信号ＶＤのレベル減少によって発光素子ＬＤ１−１，...，ＬＤＮ−Ｍの点灯数を減少させる。
【００４８】
そのために、点灯制御部１５０Ａは、図４に例示したように、第１〜第ＮスイッチＳＷ１，ＳＷ２，...，ＳＷＮ、スイッチング制御部１５２、電圧調整部１５６、クロック発生部１５４、リセット部１５７、カウンター１５８及び第１〜第Ｎ電流制限抵抗ＩＲ１，ＩＲ２，...，ＩＲＮを含む。図４の点灯制御部１５０Ａは一実施形態に過ぎず、点灯制御部１５０Ａが、前述したように、発光部１６０の点灯及び消灯を駆動電圧のレベル変化によって制御できさえすれば、点灯制御部１５０Ａは様々な回路構成を有することができる。
【００４９】
第１〜第Ｎ−１スイッチＳＷ１，ＳＷ２，...，ＳＷＮ−１のそれぞれは、該当する接続抵抗と該当する発光素子アレイ間の接点と、基準電位との間に配置され、第ＮスイッチＳＷＮは、第Ｎ発光素子アレイと基準電位との間に配置される。もし、図４に例示したように、Ｎ＝４である場合、第１スイッチＳＷ１は、第１接続抵抗ＭＲ１と第１発光素子アレイ１６２−１間の接点と、基準電位との間に配置され、第２スイッチＳＷ２は、第２接続抵抗ＭＲ２と第２発光素子アレイ１６２−２間の接点と、基準電位との間に配置され、第３スイッチＳＷ３は、第３接続抵抗ＭＲ３と第３発光素子アレイ１６２−３間の接点と、基準電位との間に配置され、第４スイッチＳＷ４は、第４発光素子アレイ１６２−４と基準電位との間に配置される。そのために、第１〜第４スイッチＳＷ１，ＳＷ２，...，ＳＷ４のそれぞれは、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタなどとして具現することができる。もし、第１〜第４スイッチＳＷ１，ＳＷ２，...，ＳＷ４のそれぞれがバイポーラトランジスタの形態で具現される場合、バイポーラトランジスタのベースが、該当する電流制限抵抗ＩＲ１，ＩＲ２，...，ＩＲＮに接続することができる。または、第１〜第４スイッチＳＷ１，ＳＷ２，...，ＳＷ４のそれぞれが電界効果トランジスタの形態で具現される場合、電界効果トランジスタのゲートが、該当する電流制限抵抗ＩＲ１，ＩＲ２，...，ＩＲＮに接続することができる。
【００５０】
スイッチング制御部１５２は、駆動信号ＶＤのレベルによって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，...，ＳＷＮの開閉を制御する。
【００５１】
第１〜第４電流制限抵抗ＩＲ１，ＩＲ２，...，ＩＲＮは、スイッチング制御部１５２とスイッチＳＷ１，ＳＷ２，...，ＳＷＮとの間にそれぞれ配置される。また、電流制限抵抗Ｒ５は、電圧調整部１５６と発光部１６０との間に配置することができる。もし、図４に例示したように、Ｎ＝４である場合、第１電流制限抵抗ＩＲ１はスイッチング制御部１５２と第１スイッチＳＷ１との間に配置され、第２電流制限抵抗ＩＲ２はスイッチング制御部１５２と第２スイッチＳＷ２との間に配置され、第３電流制限抵抗ＩＲ３はスイッチング制御部１５２と第３スイッチＳＷ３との間に配置され、第４電流制限抵抗ＩＲ４はスイッチング制御部１５２と第４スイッチＳＷ４との間に配置される。
【００５２】
電圧調整部１５６は、駆動信号ＶＤのレベルを調整してスイッチング制御部１５２に供給する。そのために、電圧調整部１５６は、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び第３キャパシタＣ３を含むことができるが、実施形態はこれに限定されない。抵抗Ｒ２，Ｒ３は、駆動信号ＶＤの高い電位ＶＤＨと低い電位ＶＤＬとの間で互いに直列接続され、抵抗Ｒ４と第３キャパシタＣ３は、駆動信号ＶＤの高い電位ＶＤＨと低い電位ＶＤＬとの間で互いに直列接続される。
【００５３】
さらに、点灯制御部１５０Ａは、スイッチング制御部１５２にクロック信号を供給するクロック発生部１５４をさらに含むことができる。クロック発生部１５４は、駆動信号ＶＤの低い電位ＶＤＬとスイッチング制御部１５２との間に接続されてクロック信号を発生し、発生されたクロック信号をスイッチング制御部１５２に出力する。
【００５４】
その他に、前述した実施形態による点灯制御部１５０Ａは、抵抗Ｒ４と第３キャパシタＣ３の接点と、スイッチング制御部１５２との間にリセット部１５７をさらに含むことができる。リセット部１５７は、電源遮断時や電源入力時などにスイッチング制御部１５２の動作をリセットさせる役割を果たす。
【００５５】
また、点灯制御部１５０Ａは、カウンター１５８をさらに含むことができる。カウンター１５８は、クロック発生部１５４で生成されるクロックの個数をカウントする。例えば、カウントされるクロックの個数と駆動電圧の瞬時値とをマッチングさせて、スイッチング制御部１５２内の保存部（図示せず）にルックアップテーブル形式で保存し、電圧調整部１５６の抵抗Ｒ２，Ｒ３によって検出される駆動電圧の瞬時値が最小レベルＭＩＮとなる時点を、カウンター１５８がカウント動作を開始する時点とすることができる。したがって、スイッチング制御部１５２は、カウンター１５８でカウントされたクロックの個数によって、第１〜第ＮスイッチＳＷ１〜ＳＷＮのうち該当するスイッチをターンオフする信号を発生することができる。
【００５６】
以下、Ｎ＝４であると仮定するとき、前述した構成を有する発光素子制御装置の動作を、添付の図面を参照して、次のように説明する。このとき、前述した脈流信号は脈流電圧であるとするが、実施形態はこれに限定されない。
【００５７】
図５は、図４の発光素子制御装置の動作を説明するための駆動電圧Ｖ及び駆動電流Ｉの波形図である。
【００５８】
図４及び図５を参照すると、駆動電圧がＶ１乃至Ｖ２未満である場合には、第１発光素子アレイ１６２−１が点灯し、駆動電圧ＶＤがＶ２乃至Ｖ３未満である場合には、第１及び第２発光素子アレイ１６２−１，１６２−２が点灯し、駆動電圧ＶＤがＶ３乃至Ｖ４未満である場合には、第１乃至第３発光素子アレイ１６２−１，１６２−２，１６２−３が点灯し、駆動電圧ＶＤがＶ４以上である場合には、第１乃至第４発光素子アレイ１６２−１〜１６２−４が点灯するように設定することができる。
【００５９】
このように、スイッチング制御部１５２は、駆動電圧ＶＤが低いレベルから高いレベルに増加する位相範囲で、駆動電圧ＶＤの該当するレベル変化に対応して発光素子アレイの点灯数を増加させる。また、スイッチング制御部１５２は、駆動電圧ＶＤが高いレベルから低いレベルに減少する位相範囲で、駆動電圧ＶＤの該当するレベル変化に対応して発光素子アレイの点灯数を減少させる。
【００６０】
まず、スイッチング制御部１５２がリセット部１５７によってリセットされた状態で、整流部１３０Ａから出力される脈流電圧ＶＲは脈流信号調整部１４０Ａに出力される。このとき、脈流信号調整部１４０Ａは、流電圧ＶＲの最小レベルである“Ａ”レベルからΔＬだけ増加させて、駆動電圧ＶＤとして点灯制御部１５０Ａに出力する。このようなリセット期間において、第１〜第４発光素子アレイ１６２−１〜１６２−４は全て消灯している。
【００６１】
その後、駆動電圧ＶＤが、駆動開始値であるＶ０に到達する時（時間ｔ１）に、点灯制御部１５０Ａのスイッチング制御部１５２は、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を全てターンオンさせる。
【００６２】
次に、駆動電圧ＶＤがＶ１に到達する時（時間ｔ２）に、第１発光素子アレイ１６２−１の点灯が開始される。このとき、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が全てターンオンされているが、第１発光素子アレイ１６２−１のみが点灯する。
【００６３】
その後、駆動電圧ＶＤがＶ２に到達する時（時間ｔ３）に、スイッチング制御部１５２は第１スイッチＳＷ１のみをターンオフさせる。したがって、第１及び第２発光素子アレイ１６２−１，１６２−２の両方とも駆動電圧ＶＤが供給され、第１及び第２発光素子アレイ１６２−１，１６２−２に含まれた発光素子が全て点灯する。このとき、第２〜第４スイッチＳＷ２〜ＳＷ４が全てターンオンされているが、第１及び第２発光素子アレイ１６２−１，１６２−２のみが点灯する。
【００６４】
その後、駆動電圧ＶＤがＶ３に到達する時（時間ｔ４）に、スイッチング制御部１５２は第２スイッチＳＷ２もターンオフさせる。したがって、第１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がターンオフされている状態で、第１〜第３発光素子アレイ１６２−１〜１６２−３の全てに駆動電圧ＶＤが供給され、第１〜第３発光素子アレイ１６２−１〜１６２−３に含まれた発光素子が全て点灯する。このとき、第３及び第４スイッチＳＷ３及びＳＷ４が全てターンオンされているが、第１〜第３発光素子アレイ１６２−１〜１６２−３のみが点灯する。
【００６５】
その後、駆動電圧ＶＤがＶ４に到達する時（時間ｔ５）に、スイッチング制御部１５２は第３スイッチＳＷ３もターンオフさせる。したがって、第１〜第３スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が全てターンオフされ、第４スイッチＳＷ４のみがターンオンされている状態で、第１〜第４発光素子アレイ１６２−１〜１６２−４に駆動電圧ＶＤが供給され、第１〜第４発光素子アレイ１６２−１〜１６２−４に含まれた発光素子が全て点灯する。
【００６６】
その後、駆動電圧ＶＤが最大レベルＭＡＸに到達した後、再びＶ４に低くなる時（時間ｔ６）に、スイッチング制御部１５２は第３スイッチＳＷ３をターンオンさせる。駆動電圧ＶＤのレベルがＶ４より低いので、第４発光素子アレイ１６２−４は消灯し、第１〜第３発光素子アレイ１６２−１〜１６２−３のみが点灯状態を維持するようになる。
【００６７】
その後、駆動電圧ＶＤがＶ３に再び到達する時（時間ｔ７）に、スイッチング制御部１５２は第２スイッチＳＷ２をターンオンさせる。駆動電圧ＶＤのレベルがＶ３より低いので、第３及び第４発光素子アレイ１６２−３，１６２−４は消灯し、第１及び第２発光素子アレイ１６２−１，１６２−２のみが点灯状態を維持するようになる。
【００６８】
その後、駆動電圧ＶＤがＶ２に再び到達する時（時間ｔ８）に、スイッチング制御部１５２は第１スイッチＳＷ１を再びターンオンさせる。駆動電圧ＶＤのレベルがＶ２より低いので、第２〜第４発光素子アレイ１６２−２〜１６２−４は消灯し、第１発光素子アレイ１６２−１のみが点灯状態を維持するようになる。
【００６９】
その後、駆動電圧ＶＤがＶ１に再び到達する時（時間ｔ９）に、スイッチング制御部１５２は第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のターンオンを維持させる。駆動電圧ＶＤのレベルがＶ１より低いので、第１〜第４発光素子アレイ１６２−１〜１６２−４は全て消灯する。しかし、駆動電圧ＶＤの最小レベルＭＩＮが第１発光素子アレイ１６２−１の点灯に十分なレベルである場合、第１発光素子アレイ１６２−１は常に点灯状態を維持することができる。これによって、図１に例示したフリッカーが発生する区間１０がなくなる。
【００７０】
一般に、フリッカー指数は、次の数式２のようなリップルファクター（ｒｉｐｐｌｅ  ｆａｃｔｏｒ）で表現することができる。
【００７１】
【数２】
2014093528.tif 000004
【００７２】
数式２を参照すると、既存の発光素子制御装置の場合、発光素子の点灯及び消灯を制御する脈流電圧の最大レベルＭＡＸと最小レベル（“Ａ”）とのレベル差は、図１に例示したように、ｄ１である。反面、本実施形態による発光素子制御装置において発光素子の点灯及び消灯を制御する駆動電圧の最大レベルＭＡＸと最小レベルＭＩＮとの間のレベル差は、図５に例示され、また数式１でのように、ｄ１よりΔＬだけ減少したｄ２である。したがって、既存の場合より本実施形態の場合に、フリッカーがさらに減少することがわかる。
【００７３】
図６及び図７は、既存と実施形態の力率（ＰＦ：Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ）及び高調波歪み（ＴＨＤ：Ｔｏｔａｌ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を説明するためのグラフである。ここで、横軸は時間を示し、縦軸は駆動信号、すなわち、駆動電圧及び駆動電流のレベルをそれぞれ示す。
【００７４】
図６を参照すると、既存の発光素子制御装置の場合、力率は０．９９であり、高調波歪みは１１％であり得る。一般に、リップルファクターが減少するほど力率は減少し得る。したがって、実施形態による発光素子制御装置の場合、フリッカーを減少させるために不回避的にリップルファクターが減少するので、力率の減少が不回避的に発生する。すなわち、既存と比較するとき、本実施形態の力率は減少し得る。
【００７５】
しかし、本実施形態によれば、駆動電圧のレベル差（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を４０％〜５０％だけ減少させる時、図７を参照すると、力率は０．９９から０．９６に０．０３の分だけ減少し、高調波歪み成分は１１％から２２％に増加した。高効率認証定格が、力率は０．９以上であり、ＴＨＤは３０％以下を満足しなければならない場合、実施形態による発光素子制御装置は、フリッカーを減少させながらも、力率及びＴＨＤの定格を十分に満足させることがわかる。
【００７６】
以上、実施形態を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示していない様々な変形及び応用が可能であるということが理解されるであろう。例えば、実施形態に具体的に示した各構成要素は変形実施が可能である。そして、このような変形及び応用に係る差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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