(57)【要約】【課題】ＬＥＤ電流の速い立ち上りを保持しつつオーバーシュートを抑制するＬＥＤパルス点灯回路を設計容易な態様で提供する。【解決手段】ＬＥＤパルス点灯回路（１）は、定電圧回路（２）に接続される一対の入力端子（Ｔ１、Ｔ２）及びＬＥＤユニット（３）に接続される一対の出力端子（Ｔ３、Ｔ４）を有し、一対の入力端子と一対の出力端子の間の電流経路に挿入接続されたスイッチ素子（１１）と、スイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出抵抗（１２）と、点灯指令に応じて所定期間だけスイッチ素子をオンし、スイッチ素子のオン期間において検出抵抗によって検出されるスイッチ電流が一定となるようにスイッチ素子のオン状態を制御するように構成された制御回路（１３）と、一対の出力端子間に接続されたコンデンサ（１４）を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電圧回路に接続される一対の入力端子及びＬＥＤユニットに接続される一対の出力端子を有するＬＥＤパルス点灯回路であって、
前記一対の入力端子と前記一対の出力端子の間の電流経路に挿入接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出抵抗と、
点灯指令に応じて所定期間だけ前記スイッチ素子をオンし、前記スイッチ素子のオン期間において前記検出抵抗によって検出される前記スイッチ電流が一定となるように前記スイッチ素子のオン状態を制御するように構成された制御回路と、
前記一対の出力端子間に接続されたコンデンサと
を備えたＬＥＤパルス点灯回路。
【請求項２】
前記コンデンサに並列接続された放電抵抗をさらに備えた請求項１に記載のＬＥＤパルス点灯回路。
【請求項３】
前記コンデンサに並列接続された放電スイッチをさらに備え、
前記制御回路が、前記スイッチ素子のオン期間に前記放電スイッチをオフ状態とし、前記スイッチ素子のオフ期間の一部又は全部の期間に前記放電スイッチをオン状態とするように構成された、請求項１に記載のＬＥＤパルス点灯回路。
【請求項４】
前記制御回路が、前記放電スイッチの制御信号を前記スイッチ素子の制御信号の反転信号として出力するように構成された、請求項３に記載のＬＥＤパルス点灯回路。
【請求項５】
前記一対の出力端子間で前記コンデンサに直列接続された接続スイッチをさらに備え、
前記制御回路が、前記スイッチ素子のオン期間において、前記定電流制御の定常状態到達時以降の時点で前記接続スイッチをオン状態からオフ状態とするように構成された、請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤパルス点灯回路。
【請求項６】
前記一対の出力端子間で前記コンデンサに直列接続された接続スイッチをさらに備え、
前記制御回路が、前記スイッチ素子のオン期間において、該オン期間の開始時よりも後でかつ前記定電流制御の定常状態到達時よりも前の時点で前記接続スイッチをオフ状態からオン状態とするように構成された、請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤパルス点灯回路。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＥＤパルス点灯回路と、
前記定電圧回路と、
前記ＬＥＤユニットと
を備えたＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤパルス点灯回路及びそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ＬＥＤ素子を定電流駆動するＬＥＤ駆動装置を開示する。このＬＥＤ駆動装置は、電源電圧を昇圧又は降圧して素子印加電圧としてＬＥＤ素子に印加する昇降圧回路部と、ＬＥＤ素子に直列接続されてＬＥＤ素子を流れる電流を一定にする電界効果トランジスタを有する定電流回路部と、昇降圧回路部及び定電流回路部を制御する制御部とを備える。定電流回路部は、電界効果トランジスタのゲート電圧を制御して、ＬＥＤ素子をストロボ発光させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０１８６９１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、特許文献１のようなＬＥＤ駆動装置からなるＬＥＤパルス点灯回路においては、ＬＥＤ電流のオーバーシュートが問題となる。ＬＥＤ電流が定電流制御される場合、定電流制御の応答特性によってはＬＥＤ電流の立ち上り時に過渡的にＬＥＤ電流が設定値を超えてオーバーシュートする可能性がある。ここで、ＬＥＤ電流の立ち上り速度を遅くして定電流制御の追従性を向上することによって上記のオーバーシュートを抑制することは可能である。しかし、ＬＥＤパルス点灯回路がストロボ等のカメラ撮影用照明として使用される場合には、光束の立ち上り時間を所定値以内とする必要があるため、立ち上り速度の低下は実施においては許容されない場合がある。また、ＬＥＤ電流の立ち上り動作が所望の態様（すなわち、オーバーシュートがなくかつ速い立ち上り）となるように予め制御シーケンスを詳細にプログラムする等して事前設定しておくことも原理的には可能である。しかし、この場合、ＬＥＤ電流設定値の変更、ＬＥＤ特性の変更、ＬＥＤへの印加電圧の変更等に対してその都度適切な制御シーケンスを検討及び検証する必要が生じる。そのため、制御シーケンスの事前設定は設計に時間を要し、開発効率の低下をもたらすため、現実的な対策とはならない。
【０００５】
そこで、本発明は、ＬＥＤ電流の速い立ち上りを保持しつつオーバーシュートを抑制するＬＥＤパルス点灯回路及びそれを用いたＬＥＤ照明装置を設計容易な態様で提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のＬＥＤパルス点灯回路は、定電圧回路に接続される一対の入力端子及びＬＥＤユニットに接続される一対の出力端子を有し、一対の入力端子と一対の出力端子の間の電流経路に挿入接続されたスイッチ素子と、スイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出抵抗と、点灯指令に応じて所定期間だけスイッチ素子をオンし、スイッチ素子のオン期間において検出抵抗によって検出されるスイッチ電流が一定となるようにスイッチ素子のオン状態を制御するように構成された制御回路と、一対の出力端子間に接続されたコンデンサとを備える。
【０００７】
上記ＬＥＤパルス点灯回路によると、コンデンサが、ＬＥＤユニットに並列接続され、かつスイッチ素子及び検出抵抗に直列接続される。これにより、ＬＥＤ電流の立ち上り期間におけるスイッチ電流の定電流制御の過渡的な状態において、スイッチ電流に発生するオーバーシュート電流が、ＬＥＤユニット側だけでなくコンデンサ側にも流れる。したがって、定電流制御動作の変更を要することなく、かつ立ち上り期間を遅延させることなくコンデンサの選定及び接続のみでＬＥＤ電流のオーバーシュートが抑制される。すなわち、ＬＥＤ電流の速い立ち上りを保持しつつオーバーシュートを抑制するＬＥＤパルス点灯回路が設計容易な態様で実現される。
【０００８】
ここで、コンデンサに並列接続された放電抵抗が設けられてもよい。これにより、スイッチ素子がオフされると、経過時間に応じてコンデンサが放電抵抗を介して放電されてその電圧が低下するので、ＬＥＤユニットの次回点灯時に上記の作用効果がより得られ易くなる。
【０００９】
また、コンデンサに並列接続された放電スイッチが設けられ、制御回路が、スイッチ素子のオン期間に放電スイッチをオフ状態とし、スイッチ素子のオフ期間の一部又は全部の期間に放電スイッチをオン状態とするように構成されてもよい。これにより、スイッチ素子の次回オン時、すなわち、ＬＥＤユニットの次回点灯時にコンデンサの電圧が常に実質的にゼロの状態となる。したがって、ＬＥＤユニットの消灯後の比較的早い再点灯、さらにはＬＥＤユニットの比較的速いサイクルの点灯においても確実にＬＥＤ電流のオーバーシュートを抑制することができる。
【００１０】
ここで、制御回路は、放電スイッチの制御信号をスイッチ素子の制御信号の反転信号として出力するように構成されていてもよい。これにより、各制御信号の生成処理が簡素化され、制御回路が簡素化される。
【００１１】
また、一対の出力端子間においてコンデンサに直列接続された接続スイッチが設けられ、制御回路が、スイッチ素子のオン期間において、定電流制御の定常状態到達時以降の時点で接続スイッチをオン状態からオフ状態とするように構成されてもよい。すなわち、接続スイッチのオフタイミングを設定することによって、コンデンサはスイッチ電流のオーバーシュート部分を吸収した後にＬＥＤユニット及びスイッチ素子から切り離される。したがって、コンデンサの容量が比較的大きい場合等であっても、スイッチ電流の定電流制御が定常状態となった後に継続し得るコンデンサ電流を遮断して確実に充分なＬＥＤ電流を確保することが可能となる。言い換えると、オーバーシュート抑制効果の高い比較的大容量のコンデンサを上記コンデンサとして選定することが可能となる。
【００１２】
また、一対の出力端子間でコンデンサに直列接続された接続スイッチがさらに設けられ、制御回路が、スイッチ素子のオン期間において、オン期間の開始時よりも後でかつ定電流制御の定常状態到達時よりも前の時点で接続スイッチをオフ状態からオン状態とするように構成されてもよい。すなわち、接続スイッチのオンタイミングを設定することによって、コンデンサがスイッチ電流のオーバーシュートを吸収するタイミングが最適化され得る。したがって、比較的小容量のコンデンサによってもスイッチ電流のオーバーシュートを効果的に抑制することが可能となる。
【００１３】
本開示のＬＥＤ照明装置は、上記いずれかのＬＥＤパルス点灯回路と、定電圧回路と、ＬＥＤユニットとを備える。これにより、上述した各効果を享受するＬＥＤ照明装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態によるＬＥＤパルス点灯回路及びＬＥＤ照明装置を示す回路図である。
【図２Ａ】第１の実施形態のＬＥＤパルス点灯回路の動作を説明する図である。
【図２Ｂ】比較例の点灯回路の動作を説明する図である。
【図３】第１の実施形態のＬＥＤパルス点灯回路におけるコンデンサの選定方法を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の変形例によるＬＥＤパルス点灯回路を説明する回路図である。
【図５】第２の実施形態によるＬＥＤパルス点灯回路及びＬＥＤ照明装置を示す回路図である。
【図６】第３及び第４の実施形態によるＬＥＤパルス点灯回路及びＬＥＤ照明装置を示す回路図である。
【図７】第３の実施形態のＬＥＤパルス点灯回路の動作を説明する図である。
【図８】第４の実施形態のＬＥＤパルス点灯回路の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤパルス点灯回路１（以下、「点灯回路１」という）及びそれを含むＬＥＤ照明装置４の回路図を示す。ＬＥＤ照明装置４は、点灯回路１、定電圧回路２及びＬＥＤユニット３を含む。点灯回路１は、定電圧回路２から入力端子Ｔ１（ＤＣ＋）及びＴ２（ＤＣ−）を介して直流電圧を受け、ＬＥＤユニット３に出力端子Ｔ３（ＯＵＴ＋）及びＴ４（ＯＵＴ−）を介してパルス電流を供給してＬＥＤユニット３を一時的に発光させる。点灯回路１は、例えば、ストロボ等のカメラ撮影用照明に使用され得るが、用途はこれに限定されない。
【００１６】
定電圧回路２は、定電圧を生成する任意の回路である。例えば、定電圧回路２は、バッテリ等の定電圧源であってもよいし、定電圧源の直流電圧を昇圧又は降圧するＤＣ／ＤＣコンバータであってもよいし、商用電源等の交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであってもよい。ＬＥＤユニット３は、直列接続された複数のＬＥＤ素子３ａを含む。ＬＥＤユニット３におけるＬＥＤ素子３ａの接続数は任意であり、複数のＬＥＤ素子３ａが直並列されていてもよい。ＬＥＤユニット３のアノード端が出力端子Ｔ３に接続され、ＬＥＤユニット３のカソード端が出力端子Ｔ４に接続される。
【００１７】
点灯回路１は、入力端子Ｔ１及びＴ２と出力端子Ｔ３及びＴ４との間に、電解コンデンサ１０、スイッチ素子１１、検出抵抗１２、制御回路１３及びコンデンサ１４を備える。電解コンデンサ１０が入力端子Ｔ１−Ｔ２間に接続され、スイッチ素子１１及び検出抵抗１２の直列回路が出力端子Ｔ４と入力端子Ｔ２の間に接続され、コンデンサ１４が出力端子Ｔ３−Ｔ４間に接続される。スイッチ素子１１の動作状態は、制御回路１３によって制御される。
【００１８】
電解コンデンサ１０には、定電圧回路２からの直流電圧が充電される。ただし、定電圧回路２の出力段に平滑コンデンサ（電解コンデンサ）が接続されている場合又は定電圧回路２がバッテリからなる場合には、電解コンデンサ１０は省略されてもよい。
【００１９】
スイッチ素子１１は、バイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ」という）からなるトランジスタである。なお、トランジスタがバイポーラトランジスタである場合のベース電流及びトランジスタがＦＥＴである場合のゲート電圧を総称して制御信号というものとする。また、トランジスタがバイポーラトランジスタである場合のコレクタ電流及びトランジスタがＦＥＴである場合のドレイン電流を総称してスイッチ電流というものとする。
【００２０】
検出抵抗１２は低抵抗素子からなり、これによりスイッチ素子１１に流れるスイッチ電流が検出される。すなわち、検出抵抗１２に発生した電圧が、検出値として制御回路１３に入力される。
【００２１】
制御回路１３は、例えば、帰還部１３１、駆動部１３２及び信号処理部１３３を有する。制御回路１３は、例えば、入力端子Ｔ２（ＤＣ−）の電位を基準電位として動作し、入力端子Ｔ１（ＤＣ＋）の電位の供給を受けて各部の制御電圧を生成する。帰還部１３１はオペアンプで構成され（以下、「オペアンプ１３１」という）、オペアンプ１３１の反転入力端子（−）には検出抵抗１２からの検出値が入力され、非反転入力端子（＋）にはＬＥＤ電流設定値に対応する目標値が入力される。オペアンプ１３１の非反転入力端子と出力端子の間には、抵抗、コンデンサ又はその組合せからなる帰還素子Ｚが接続される。オペアンプ１３１は検出値と目標値との誤差を増幅して出力し、その増幅出力が駆動部１３２に入力される。
【００２２】
駆動部１３２は、オペアンプ１３１からの増幅出力に応じた制御信号を生成し、これによりスイッチ素子１１を駆動する。なお、オペアンプ１３１の出力によって直接スイッチ素子１１を駆動できる場合は、駆動部１３２は省略されてもよい。スイッチ素子１１は、そのトランジスタの非飽和領域から飽和領域において駆動されるように構成され、そのスイッチ電流は制御回路１３からの制御信号の大きさに応じて変化する。これにより、制御回路１３によって、スイッチ電流の定電流制御が行われる。
【００２３】
信号処理部１３３は点灯回路１の外部からの点灯指令を受け付ける入力インターフェイスを含み、点灯指令を受けると、上述のオペアンプ１３１及び駆動部１３２による定電流制御を開始させる。信号処理部１３３は、点灯指令が入力されない状態においては駆動部１３２の動作を無効化し、点灯指令が入力されると所定のパルス期間（すなわち、ＬＥＤユニット３を点灯させる期間）だけ駆動部１３２の動作を有効化する。あるいは、信号処理部１３３は、点灯指令が入力されない状態ではオペアンプ１３１の目標値をゼロとし、点灯指令が入力されると上記の所定のパルス期間だけ目標値を有効化するようにしてもよい。なお、信号処理部１３３が定電流制御を開始させるための信号（すなわち、駆動部１３２の動作を有効化するための信号及び目標値を有効化するための信号）を総称して点灯信号というものとする。すなわち、点灯信号が有効化されている場合にはスイッチ素子１１がオンされて定電流制御が実行され、点灯信号が無効化されている場合にはスイッチ素子１１はオフされる。点灯信号は、制御回路１３内のメモリ（不図示）に記憶された信号であってもよいし、外部からの点灯指令によって決定される信号であってもよい。
【００２４】
コンデンサ１４は、フィルムコンデンサ又はセラミックコンデンサである。コンデンサ１４の容量は、詳細を後述するように、ＬＥＤ電流設定値、ＬＥＤ特性等の条件に基づいて適宜設定される（概ね０．１μＦ〜２２μＦ程度であればよい）。また、種々のＬＥＤ電流設定値、ＬＥＤ特性等の条件に対して容易に異なる容量のコンデンサ１４を接続できるように、コンデンサ１４は着脱可能に接続されていてもよい。
【００２５】
以下、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、点灯回路１の動作を説明する。図２Ａは本実施形態による点灯回路１の動作を示すものであり、図２Ｂは比較例による点灯回路の動作を示すものである。比較例の点灯回路は、実施形態の点灯回路１からコンデンサ１４を除いたものである。なお、図２Ａ及び図２Ｂは、動作を分かり易く説明するための模式図であり、誇張、省略等が適宜なされている。
【００２６】
まず、比較例に係る図２Ｂを参照する。図２Ｂにおいて、上段から、点灯信号、スイッチ電流ＩＳＷ（ＬＥＤ電流ＩＬＥＤ）が示され、横軸は時間である。なお、比較例では、スイッチ電流ＩＳＷとＬＥＤ電流ＩＬＥＤとは同一である。点灯信号は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までハイレベルとなる（有効化される）。
【００２７】
時刻ｔ０において、電解コンデンサ１０に充電されていたエネルギーがＬＥＤユニット３に投入され始め、オペアンプ１３１によるスイッチ電流ＩＳＷのフィードバック、すなわち定電流制御が開始される。定電流制御の開始直後は、検出値が目標値よりも小さいため、制御信号は最大出力に対応する信号となり、定電流制御が安定する時刻ｔ１にかけてスイッチ電流ＩＳＷが上昇する。言い換えると、定常状態到達時である時刻ｔ１以前は、定電流制御が過渡的な状態にあり、その過渡状態の収束時、すなわち時刻ｔ１付近で、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤのオーバーシュートが発生してしまう。このオーバーシュートはＬＥＤユニット３のＬＥＤ素子３ａの劣化の原因となる。なお、前述したように、時刻ｔ０〜ｔ１（立ち上り期間）の長さには通常は仕様上の制限があり、この期間を長くすることはできない。
【００２８】
次に、本実施形態に係る図２Ａを参照する。図２Ａにおいて、上段から、点灯信号、スイッチ電流ＩＳＷ、コンデンサ１４に流れるコンデンサ電流ＩＣ及びＬＥＤ電流ＩＬＥＤが示され、横軸は時間である。点灯信号は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までハイレベルとなる（有効化される）。
【００２９】
時刻ｔ０において、電解コンデンサ１０に充電されていたエネルギーがＬＥＤユニット３及びコンデンサ１４に投入され始め、オペアンプ１３１によるスイッチ電流ＩＳＷのフィードバック、すなわち定電流制御が開始される。定電流制御の開始直後は、検出値が目標値よりも小さいため、制御信号は最大出力に対応する信号となり、定電流制御が安定する時刻ｔ１にかけてスイッチ電流ＩＳＷが上昇する。言い換えると、定常状態到達時である時刻ｔ１以前は、定電流制御が過渡的な状態にあり、その過渡状態の収束時、すなわち時刻ｔ１付近で、スイッチ電流ＩＳＷのオーバーシュートが発生する。
【００３０】
図２Ａにおいてもスイッチ電流ＩＳＷにおいてはオーバーシュートが発生しているが、このオーバーシュート分の電流はコンデンサ電流ＩＣとしてコンデンサ１４に流れる。コンデンサ１４の充電電流波形、すなわちコンデンサ電流ＩＣの波形は、コンデンサ１４の容量、スイッチ素子１１のオン抵抗及び検出抵抗１２の抵抗値によって決まる。なお、時刻ｔ１付近において、コンデンサ１４の充電が実質的に収束するようにコンデンサ１４が選定されているものとする。ここで、ＩＬＥＤ＝ＩＳＷ−ＩＣであるから、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤにおけるオーバーシュートがコンデンサ１４によって除去されることが分かる。時刻ｔ１以降においては、コンデンサ電流ＩＣは非常に小さいため、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤに実質的に影響しない。
【００３１】
ここで、図３のフローチャートに示すようなコンデンサ１４の選定方法が可能となる。なお、ＬＥＤ電流の理想値（例えば、図２ＡにおけるＬＥＤ電流ＩＬＥＤ）をＩ０とする。
【００３２】
工程Ｓ５において、まずスイッチ電流Ｉ１が測定される。このスイッチ電流Ｉ１は、コンデンサ１４を接続せずにＬＥＤユニット３を点灯させた場合のスイッチ電流として得られる。この工程ではＬＥＤユニット３にはオーバーシュート電流が流れるため、ＬＥＤユニット３は試験専用のものであることが望ましい。
【００３３】
工程Ｓ１０において、必要なコンデンサ電流Ｉ２が算出される。必要なコンデンサ電流Ｉ２は、工程Ｓ５において得られたスイッチ電流Ｉ１からＬＥＤ電流の理想値Ｉ０を減算することによって得られる。
【００３４】
工程Ｓ１５において、それぞれ異なる容量を有する複数のコンデンサ候補１４´のコンデンサ電流Ｉ３を測定する。コンデンサ電流Ｉ３は、ＬＥＤユニット３を接続せずに複数のコンデンサ候補１４´をそれぞれ接続した場合のスイッチ電流として得られる。図２Ａに関して上述したように、コンデンサ１４には、定電流制御の過渡的な期間（すなわち、フィードバックが実質的に作用していない期間）に電流が流れる。また、電解コンデンサ１０の電圧は定電圧化されていることから、オペアンプ１３１によるフィードバックの有無及びＬＥＤユニット３の接続の有無にかかわらず、コンデンサ候補１４´には実点灯時と近似する電流が流れる。
【００３５】
工程Ｓ２０において、必要なコンデンサ電流Ｉ２に近似するコンデンサ電流Ｉ３（好ましくは、電流Ｉ２以上となる電流Ｉ３）を与えるコンデンサ候補１４´をコンデンサ１４として選定する。いずれの電流Ｉ３が電流Ｉ２に近似しているかは、時間軸に対する電流Ｉ２及び電流Ｉ３のグラフ曲線の比較により判定され得る。
【００３６】
その後、上記フローで決定されたコンデンサ１４が取り付けられて点灯回路１が完成し、点灯回路１にＬＥＤユニット３が取り付けられてＬＥＤ照明装置４が完成する。そして、ＬＥＤ電流は、上記のスイッチ電流Ｉ１から、選定されたコンデンサ１４のコンデンサ電流Ｉ３を減算したものとなる。
【００３７】
以上のように、本実施形態の点灯回路１は、入力端子Ｔ１及びＴ２と出力端子Ｔ３及びＴ４の間の電流経路に挿入接続されたスイッチ素子１１と、スイッチ素子１１に流れるスイッチ電流を検出する検出抵抗１２と、点灯指令に応じて所定期間だけスイッチ素子１１をオンし、スイッチ素子１１の１回のオン期間において検出抵抗１２によって検出されるスイッチ電流が一定となるようにスイッチ素子１１のオン状態を制御するように構成された制御回路１３と、出力端子Ｔ３−Ｔ４間に接続されたコンデンサ１４を備える。すなわち、コンデンサ１４が、ＬＥＤユニット３に並列接続され、かつスイッチ素子１１及び検出抵抗１２に直列接続される。
【００３８】
したがって、ＬＥＤ電流の立ち上り期間におけるスイッチ電流の定電流制御の過渡的な状態において、スイッチ電流に発生するオーバーシュート電流がＬＥＤユニット３側だけでなくコンデンサ１４側にも一時的に流れる。これにより、定電流制御動作の変更を要することなく、かつ立ち上り期間を遅延させることなくコンデンサ１４の選定及び接続のみでＬＥＤ電流のオーバーシュートが抑制される。すなわち、ＬＥＤ電流の速い立ち上りを保持しつつオーバーシュートを抑制する点灯回路１及びそれを用いたＬＥＤ照明装置４が設計容易な態様で実現される。
【００３９】
なお、一変形例として、図４に示すように放電抵抗１５がコンデンサ１４に並列接続されてもよい。放電抵抗１５は高抵抗素子（１ｋΩ〜１ＭΩ程度）である。放電抵抗１５が接続されない場合、スイッチ素子１１がオフされると、コンデンサ１４の電圧はＬＥＤユニット３が発光可能な順方向電圧まで瞬時に低下した後は自然放電する。一方、コンデンサ１４に放電抵抗１５が並列接続された場合、スイッチ素子１１がオフされると、コンデンサ１４の電圧は、上記順方向電圧まで低下した後も経過時間に応じて放電抵抗１５を介して放電されて低下する。したがって、次回スイッチ素子１１をオンしてＬＥＤユニット３を点灯する際に上記の作用効果がより得られ易くなる。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、ＬＥＤ点灯後にコンデンサ１４が自然放電する構成又は高抵抗素子である放電抵抗によって放電される構成を示したが、本実施形態では、ＬＥＤ点灯後にコンデンサ１４が強制的に放電される構成を示す。
【００４１】
図５に、本実施形態の点灯回路１を示す。本実施形態の点灯回路１においては、放電スイッチ１６及び抵抗１７の直列回路がコンデンサ１４に並列接続されている点、及び放電スイッチ１６を制御するための構成が制御回路１３に追加された点が第１の実施形態（図１）と異なる。本実施形態の点灯回路１において、第１の実施形態の点灯回路１と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４２】
放電スイッチ１６はＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタからなり、抵抗１７は低抵抗素子からなる。放電スイッチ１６及び抵抗１７は、スイッチ素子１１のオフ時にコンデンサ１４を瞬時に放電させるものである。したがって、放電スイッチ１６がオンされた場合にコンデンサ１４の電荷が放電スイッチ１６を介して放電されればよく、放電スイッチ１６の内部抵抗、最大定格電流等の条件によっては、抵抗１７は省略可能である（すなわち、単なる配線に置き換えられてもよい）。
【００４３】
制御回路１３は、上述したオペアンプ１３１、駆動部１３２及び信号処理部１３３に加えて、駆動部１３４を含む。駆動部１３４は放電スイッチ１６の制御信号を生成する。駆動部１３４は、例えば、出力端子Ｔ４の電位に対して制御信号を生成するブートストラップ回路等を備え、信号処理部１３３からの放電信号が有効化／無効化されることに応じて放電スイッチ１６をオン／オフする。放電信号は、点灯信号が有効である場合には無効化され、点灯信号が無効である期間の一部又は全部の期間において有効化されるように生成される。
【００４４】
例えば、放電信号は、点灯信号が有効から無効に遷移した直後の所定期間だけ有効化されるように構成される。あるいは、放電信号は、点灯信号の反転信号となるように構成されてもよく、この場合、スイッチ素子１１の制御信号と放電スイッチ１６の制御信号とは反転信号となる。したがって、信号処理部１３３から点灯信号のみが生成される構成として、駆動部１３４が駆動部１３２の点灯信号を反転して放電スイッチ１６の制御信号を生成するようにしてもよい。これにより、各制御信号の生成処理が簡素化され、制御回路１３が簡素化される。
【００４５】
以上のように、本実施形態の点灯回路１においては、コンデンサ１４に並列接続された放電スイッチ１６がさらに設けられ、制御回路１３は、スイッチ素子１１がオン状態となる期間に放電スイッチ１６をオフ状態とし、スイッチ素子１１がオフ状態となる期間の一部又は全部の期間に放電スイッチ１６をオン状態とするように構成される。すなわち、スイッチ素子１１の次回オン時、すなわち、ＬＥＤユニット３の次回点灯時にコンデンサ１４の電圧が常に実質的にゼロの状態となる。
【００４６】
したがって、本実施形態は、第１の実施形態における有利な効果を実現するとともに、ＬＥＤユニット３の消灯後の比較的早い再点灯、さらにはＬＥＤユニット３の比較的速いサイクルの点灯においても確実にＬＥＤ電流のオーバーシュートを抑制することができる。
【００４７】
＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態では、コンデンサ１４が出力端子Ｔ３−Ｔ４間に常時接続されている構成を示したが、本実施形態では、コンデンサ１４が点灯開始後の所定期間のみ出力端子Ｔ３−Ｔ４間に接続され、その後切り離される構成を示す。
【００４８】
図６に、本実施形態の点灯回路１を示す。本実施形態の点灯回路１においては、出力端子Ｔ３−Ｔ４間において接続スイッチ１８がコンデンサ１４に直列接続されている点、及び接続スイッチ１８を制御するための構成が制御回路１３に追加された点が第１の実施形態（図１及び図４）と異なる。本実施形態の点灯回路１において、第１の実施形態の点灯回路１と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４９】
接続スイッチ１８はＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタからなり、スイッチ素子１１がオンされてからそのオン期間内の所定期間はオン状態となり、その後オフ状態となるように制御される。すなわち、まず、点灯開始時にスイッチ素子１１及び接続スイッチ１８の双方がオンされ、電解コンデンサ１０の電圧がコンデンサ１４及びＬＥＤユニット３に印加される。その後、スイッチ素子１１がオンされた状態で接続スイッチ１８がオフされ、電解コンデンサ１０の電圧がＬＥＤユニット３のみに印加される。また、放電抵抗１５がコンデンサ１４に並列にかつ接続スイッチ１８に直列に接続されているので、接続スイッチ１８がオフの期間において、コンデンサ１４の電荷は放電抵抗１５を介して放電される。
【００５０】
制御回路１３は、上述したオペアンプ１３１、駆動部１３２及び信号処理部１３３に加えて、駆動部１３５を含む。駆動部１３５は接続スイッチ１８の制御信号を生成し、信号処理部１３３からの接続信号が有効化／無効化されることに応じて接続スイッチ１８をオン／オフする。接続信号は、点灯信号が有効となる期間の初期期間においては有効化され、点灯信号が有効である期間においてその後に無効化されるように構成される。
【００５１】
例えば、抑制すべきオーバーシュート電流が比較的大きく、コンデンサ１４に比較的大きな容量（すなわち、比較的大きな充電時定数）のコンデンサが選定される場合、図２Ａに関して上述した立ち上り期間（時刻ｔ０〜ｔ１）の経過後にもコンデンサ１４に若干の電流が継続する可能性がある。時刻ｔ１以降はスイッチ電流の定電流制御が定常状態となっているため、コンデンサ１４の電流が継続すると、そのコンデンサ電流分だけＬＥＤ電流が設定値よりも減少してしまうことになる。そこで、時刻ｔ１後には、信号処理部１３３が接続信号を無効化して接続スイッチ１８をオフすることにより、スイッチ電流がＬＥＤユニット３のみに流れるように構成される。
【００５２】
図７に、本実施形態における点灯信号と接続信号の関係を示す。図７において、上段から、点灯信号、接続信号、スイッチ電流ＩＳＷ、コンデンサ電流ＩＣ及びＬＥＤ電流ＩＬＥＤが示され、横軸は時間である。点灯信号は、時刻ｔ０〜ｔ２の期間でハイレベルとなる（有効化される）。接続信号がハイレベルとなる期間（有効化される期間）は、概ね時刻ｔ０〜ｔ１の期間に対応していればよい。この接続信号が有効化される期間長は、例えば、スイッチ電流の定電流制御が開始されてから安定するまでの時間（仕様によって決まる制限時間又は実際の所要時間）に基づいて予め設定されていればよい。また、接続信号は時刻ｔ０よりも前からハイレベルとなっていてもよく、例えば、接続スイッチ１８が常時オンされ、時刻ｔ１〜ｔ２の期間のみオフ状態とされるように構成されてもよい。
【００５３】
以上のように、本実施形態の点灯回路１では、出力端子Ｔ３−Ｔ４間においてコンデンサ１４に直列接続された接続スイッチ１８がさらに設けられ、制御回路１３は、スイッチ素子１１のオン期間において、定電流制御の定常状態到達時以降の時点で接続スイッチ１８をオン状態からオフ状態とするように構成される。すなわち、接続スイッチ１８のオフタイミングを設定することによって、コンデンサ１４はスイッチ電流のオーバーシュート部分を吸収した後にＬＥＤユニット３及びスイッチ素子１１から切り離される。
【００５４】
したがって、本実施形態は、第１の実施形態における有利な効果を実現するとともに、コンデンサ１４の容量が比較的大きい場合等であっても、スイッチ電流の定電流制御が定常状態となった後に継続し得るコンデンサ電流を遮断して確実にＬＥＤ電流を確保することができる。言い換えると、本実施形態の構成によって、オーバーシュート抑制効果の高い比較的大容量のコンデンサをコンデンサ１４として選定することが可能となる。
【００５５】
＜第４の実施形態＞
上記第３の実施形態では、接続スイッチ１８のオフタイミングを調整してコンデンサ１４の継続電流を遮断する構成を示したが、本実施形態では、接続スイッチ１８のオンタイミングを調整してコンデンサ１４の電流ピークのタイミングを最適化する構成を示す。本実施形態の点灯回路１の回路構成は第３の実施形態の回路構成（図６）と同じであり、信号処理部１３３の動作及びそれに伴う接続スイッチ１８の動作が本実施形態と第３の実施形態とで異なる。
【００５６】
図８に、本実施形態における点灯信号と接続信号の関係を示す。図８において、上段から、点灯信号、接続信号、スイッチ電流ＩＳＷ、コンデンサ電流ＩＣ及びＬＥＤ電流ＩＬＥＤが示され、横軸は時間である。点灯信号は、時刻ｔ０〜ｔ２の期間でハイレベルとなる（有効化される）。接続信号は、時刻ｔ３〜ｔ２の期間でハイレベルとなる（有効化される）。接続スイッチ１８をオンするタイミングｔ３は、時刻ｔ０よりも遅くかつ時刻ｔ１よりも前の時刻である。例えば、コンデンサ１４の電流がピークとなるタイミングと、スイッチ電流のオーバーシュートのピークのタイミングとが実質的に一致するように、接続スイッチ１８のオンタイミングｔ３が設定される。
【００５７】
これにより、スイッチ電流のオーバーシュート電流がピークとなるタイミングにおいてコンデンサ１４により多くの電流を流すことができ、コンデンサ１４が比較的小容量のコンデンサであってもオーバーシュート抑制効果を最大限得ることができる。また、コンデンサ１４が比較的小容量であれば、定電流制御が安定する時刻ｔ１以降においてコンデンサ１４に実質的に電流が継続しないため、接続スイッチ１８のオフタイミングは時刻ｔ１以降であれば任意のタイミングであってよい。ただし、本実施形態では、信号処理部１３３における制御の簡素化を考慮して、接続スイッチ１８のオフタイミングは、図８に示すようにスイッチ素子１１のオフタイミングｔ２と一致するように設定されている。
【００５８】
以上のように、本実施形態の点灯回路１では、出力端子Ｔ３−Ｔ４間においてコンデンサ１４に直列接続された接続スイッチ１８がさらに設けられ、制御回路１３は、スイッチ素子１１のオン期間において、オン期間の開始時よりも後でかつ定電流制御の定常状態到達時よりも前の時点で接続スイッチ１８をオフ状態からオン状態とするように構成される。すなわち、接続スイッチ１８のオンタイミングを設定することによって、コンデンサ１４がスイッチ電流のオーバーシュートを吸収するタイミングが最適化され得る。
【００５９】
したがって、本実施形態は、第１の実施形態における有利な効果を実現するとともに、比較的小容量のコンデンサ１４によってもＬＥＤ電流におけるオーバーシュートを効果的に抑制することができる。
【００６０】
＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
【００６１】
（１）回路構成に関する変形
上記各実施形態では、スイッチ素子１１が入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ４の間の基準電位側配線に挿入接続される構成を示したが、スイッチ素子１１は入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ３の間の高電位側配線に挿入接続されていてもよい。また、スイッチ素子１１、放電スイッチ１６及び接続スイッチ１８がＮチャネル型のトランジスタであることを前提として上記各実施形態を説明したが、スイッチ素子１１、放電スイッチ１６又は接続スイッチ１８にＰチャネル型のトランジスタが用いられてもよい。また、各回路図では、スイッチ素子１１をバイポーラトランジスタの回路記号で示し、放電スイッチ１６及び接続スイッチ１８をＦＥＴで示したが、バイポーラトランジスタとＦＥＴは若干の設計変更とともに適宜互換可能である。また、上記各実施形態では、帰還部１３１としてオペアンプを例示したが、当業者であれば分かるように、帰還部１３１は、オペアンプ以外の回路要素、例えば、コンパレータ、マイコン等を用いる構成も可能である。
【００６２】
（２）各実施形態の組合せ
上記各実施形態を個別のものとして説明したが、各実施形態は相互に適用可能である。例えば、第２の実施形態の放電スイッチ１６を含む構成と第３又は第４の実施形態の接続スイッチ１８を含む構成とは両立可能である。この場合、放電抵抗１５の代わりに放電スイッチ１６（及び必要に応じて抵抗１７）が、コンデンサ１４に並列にかつ接続スイッチ１８に直列に接続される。また、第３の実施形態の動作と第４の実施形態の動作を併用してもよい。すなわち、接続信号が時刻ｔ３から時刻ｔ１までハイレベルとなり（図８及び図７参照）、接続スイッチ１８が時刻ｔ３にオンされて時刻ｔ１にオフされるように構成されてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  ＬＥＤパルス点灯回路
２  定電圧回路
３  ＬＥＤユニット
４  ＬＥＤ照明装置
１１  スイッチ素子
１２  検出抵抗
１３  制御回路
１４  コンデンサ
１５  放電抵抗
１６  放電スイッチ
１８  接続スイッチ
Ｔ１、Ｔ２  入力端子
Ｔ３、Ｔ４  出力端子
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図８】
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