(57)【要約】【課題】可視光通信の機能を有する点灯装置であって、発光素子の接続不良等の異常が生じた場合であっても、発光素子が破壊されることが抑制された点灯装置等を提供する。【解決手段】点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１４に電流を印加する装置であって、定電流源１１と、定電流源１１の出力端子に接続されたコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１と並列に接続され、かつ、ＬＥＤユニット１４と直列に接続されるトランジスタＱ１と、可視光通信用の信号に基づいてトランジスタＱ１をオンオフさせる変調回路（変調部１３のマイコンＭＣＵ１等）と、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上である場合に、トランジスタＱ１を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子に電流を印加する点灯装置であって、
定電流源と、
前記定電流源の出力端子に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサと並列に接続され、かつ、前記発光素子と直列に接続されるスイッチ素子と、
可視光通信用の信号に基づいて前記スイッチ素子をオンオフさせる変調回路と、
前記スイッチ素子を流れる電流が第１所定値以上である場合に、前記スイッチ素子を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路と
を備える点灯装置。
【請求項２】
前記スイッチ素子は、第１トランジスタであり、
前記定電流制御回路は、前記第１トランジスタの制御端子の電圧を制御することにより、前記定電流制御をする
請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
前記定電流制御回路は、
前記スイッチ素子と直列に接続された抵抗と、
前記抵抗に生じた電圧に依存して前記第１トランジスタの制御端子の電圧を制御する第２トランジスタとを含む
請求項２記載の点灯装置。
【請求項４】
前記定電流制御回路は、
前記スイッチ素子と直列に接続された抵抗と、
前記抵抗の一端と前記第１トランジスタの制御端子との間に接続された定電圧ダイオードとを含む
請求項２記載の点灯装置。
【請求項５】
さらに、前記定電流源の出力端子に接続され、前記発光素子及び前記スイッチ素子に流れる電流をバイパスさせるバイパス回路を備え、
前記バイパス回路は、前記発光素子及び前記スイッチ素子に流れる電流が第２所定値以上である場合に、前記発光素子及び前記スイッチ素子に流れる電流をバイパスさせる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項６】
発光素子と、
前記発光素子に電流を印加する請求項１〜５のいずれか１項に記載の点灯装置と
を備える照明器具。
【請求項７】
発光素子と、
前記発光素子に電流を印加する請求項１〜５のいずれか１項に記載の点灯装置と、
前記発光素子によって照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板と
を備える看板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子に電流を印加する点灯装置、点灯装置を備える照明器具、及び、照明器具を備える看板に関し、特に、可視光通信用の変調回路を備える点灯装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ等の発光素子に電流を印加する点灯装置において、可視光通信用の変調回路を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような点灯装置により、照明装置がデータ通信装置にもなり、便利なワイヤレス環境が構築される。
【０００３】
特許文献１の点灯装置によれば、ＬＥＤと直列に接続された抵抗に対して、並列に接続されるように、抵抗とスイッチ素子との直列回路が付加される。これにより、点灯装置に対して、簡単に可視光通信のための回路を付加できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の点灯装置では、点灯装置とＬＥＤとの接続不良等による異常状態が発生した場合には、ＬＥＤが破壊されてしまう可能性がある。点灯装置とＬＥＤとの接続不良等によって定電流源の出力経路が断線状態になった場合には、定電流源の出力電圧が最大まで上昇する。この状態で、点灯装置とＬＥＤとの接続不良等によって点灯装置とＬＥＤとが再接続（つまり、脱着）された場合には、定電流源の出力端子に接続された平滑用コンデンサからの放電により、過大な電流がＬＥＤに印加され、ＬＥＤが破壊されてしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、可視光通信の機能を有する点灯装置であって、発光素子の接続不良等の異常が生じた場合であっても、発光素子が破壊されることが抑制された点灯装置等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】
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る点灯装置は、発光素子に電流を印加する点灯装置であって、定電流源と、前記定電流源の出力端子に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと並列に接続され、かつ、前記発光素子と直列に接続されるスイッチ素子と、可視光通信用の信号に基づいて前記スイッチ素子をオンオフさせる変調回路と、前記スイッチ素子を流れる電流が第１所定値以上である場合に、前記スイッチ素子を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路とを備える。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る照明器具は、発光素子と、前記発光素子に電流を印加する上記点灯装置とを備える。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る看板は、発光素子と、前記発光素子に電流を印加する上記点灯装置と、前記発光素子によって照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、可視光通信の機能を有する点灯装置であって、発光素子の接続不良等の異常が生じた場合であっても、発光素子が破壊されることが抑制された点灯装置等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る点灯装置の回路図
【図２Ａ】実施の形態１に係る点灯装置の動作を示すタイミングチャート
【図２Ｂ】図２Ａにおける時刻ｔ１付近を時間的に拡大したタイミングチャート
【図３】実施の形態２に係る点灯装置の回路図
【図４】実施の形態２に係る点灯装置の動作を示すタイミングチャート
【図５】実施の形態３の応用例に係る照明器具の外観図
【図６】実施の形態３の応用例に係る看板の外観図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作タイミング等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１３】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係る点灯装置について説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態１に係る点灯装置１０の回路図である。この点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１４に電流を印加する（つまり、点灯させる）機能と可視光通信の機能とを有する装置であり、定電流源１１、及び、変調部１３を備える。
【００１５】
ＬＥＤユニット１４は、点灯装置１０の負荷となる発光素子の一例であり、ここでは、負荷配線１５によって点灯装置１０と接続され、直列に接続された複数のＬＥＤ１〜５で構成される。なお、発光素子は、ＬＥＤに限られず、有機ＥＬ、無機ＥＬ等の他の発光素子であってもよい。また、ＬＥＤユニット１４は、直列に接続された複数のＬＥＤに限られず、１個のＬＥＤで構成されてもよいし、並列に接続された複数のＬＥＤで構成されてもよいし、直列に接続された複数のＬＥＤセットが並列に接続されて構成されてもよい。
【００１６】
定電流源１１は、負荷であるＬＥＤユニット１４に定電流を印加する電源であり、負荷が断線状態になると出力電圧を最大電圧まで上昇させる。
【００１７】
変調部１３は、可視光通信用の信号に基づいてスイッチ素子であるトランジスタＱ１をオンオフさせる変調回路の機能と、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上である場合にトランジスタＱ１を定電流モードにする定電流制御回路の機能とを併せ持つ。具体的には、変調部１３は、定電圧レギュレータＲＥＧ１、マイコン（マイクロコンピュータ）ＭＣＵ１、コンデンサＣ１及びＣ２、トランジスタＱ１〜Ｑ４、抵抗Ｒ１、Ｒ３〜Ｒ６で構成される。
【００１８】
トランジスタＱ１は、可視光通信用のスイッチ素子であり、コンデンサＣ１と並列に接続され、かつ、ＬＥＤユニット１４と直列に接続されている。トランジスタＱ１は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。
【００１９】
コンデンサＣ１は、定電流源１１の出力端子（つまり、２つの出力端子間）に接続された平滑用コンデンサである。変調部１３では、可視光通信用のスイッチ素子としてトランジスタＱ１が周期的にオンオフしている。トランジスタＱ１のオフ期間では、電流経路が遮断されるために、定電流源１１の出力電圧が上昇する。その上昇量を抑えるために、コンデンサＣ１が設けられている。コンデンサＣ１の容量は、例えば、トランジスタＱ１のオフ期間での出力電圧の上昇量ΔＶＦがＬＥＤユニット１４の順方向電圧ＶＦの３０％以下となる値が望ましい。具体的には、オフ期間Ｔｏｆｆが２０８μｓｅｃ、出力電流Ｉｏｕｔ＝０．７Ａ、順方向電圧ＶＦ＝１５Ｖである場合、上昇量ΔＶＦは、ΔＶＦ＝１５Ｖ×０．３＝４．５Ｖより、４．５Ｖとなる。よって、コンデンサＣ１の最低容量Ｃ１ｍｉｎは、Ｃ１ｍｉｎ＝Ｔｏｆｆ×Ｉｏｕｔ／ΔＶＦ＝２０８μｓｅｃ×０．７Ａ／４．５Ｖ≒３２．４μＦより、３２．４μＦとなる。従って、コンデンサＣ１の容量として、例えば、３３μＦ以上に設定する。
【００２０】
定電圧レギュレータＲＥＧ１は、定電流源１１の出力電圧から、変調部１３の内部の回路を動作させるための定電圧の電源電圧を生成する回路モジュールである。定電圧レギュレータＲＥＧ１は、例えば、５Ｖの電源電圧を出力する小型のスイッチングレギュレータ又はシリーズレギュレータ等である。
【００２１】
マイコンＭＣＵ１は、定電圧レギュレータＲＥＧ１で生成された電源電圧で動作するマイクロコンピュータである。マイコンＭＣＵ１は、例えば、プログラムを保持するＲＯＭ、一時的な記憶領域としてのＲＡＭ、プログラムを実行するプロセッサ、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータ等の入出力回路、カウンタ・タイマ等で構成されるＬＳＩである。マイコンＭＣＵ１は、変調回路の一部として機能する。具体的には、マイコンＭＣＵ１は、内蔵のプログラムに従って、可視光通信用の信号に基づいてトランジスタＱ１をオンオフさせるための駆動信号を出力端子ＳＩＧから出力する。可視光通信用の信号は、内蔵のプログラムによって決定される固定の文字列、あるいは、動的に変化し得る文字列等である。
【００２２】
抵抗Ｒ６、トランジスタＱ５、抵抗Ｒ５、トランジスタＱ３及びＱ４は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する駆動回路であり、変調回路の一部を構成する。この駆動回路は、マイコンＭＣＵ１からの駆動信号に応じてトランジスタＱ１をオンオフするように、トランジスタＱ１のゲート・ソース間容量を充放電させる。具体的には、マイコンＭＣＵ１からの駆動信号がＨＩＧＨのときには、トランジスタＱ５がオンし、これにより、トランジスタＱ３がオフし、トランジスタＱ４がオンする。その結果、トランジスタＱ４及び抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のゲートが放電されることで、トランジスタＱ１のゲート電位が０Ｖとなり、トランジスタＱ１がオフする。一方、マイコンＭＣＵ１からの駆動信号がＬＯＷのときには、トランジスタＱ５がオフし、これにより、トランジスタＱ３がオンし、トランジスタＱ４がオフする。その結果、トランジスタＱ３及び抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のゲートが充電されることで、トランジスタＱ１のゲート電位がＨＩＧＨとなり、トランジスタＱ１がオンする。マイコンＭＣＵ１からの駆動信号によってトランジスタＱ１がオンオフすることで、ＬＥＤユニット１４からの発光に、可視光通信用のデジタル光符号が重畳される。なお、抵抗Ｒ４は、トランジスタＱ１のゲートの充放電を制限する抵抗である。抵抗Ｒ４によって、トランジスタＱ１のオンオフのスピードを調整することで、トランジスタＱ１のスイッチング時のノイズを抑制できる。
【００２３】
コンデンサＣ２、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ３及びＲ１は、トランジスタＱ１を流れる電流（つまり、ドレイン電流）が第１所定値以上である場合に、トランジスタＱ１を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路１２を構成している。第１所定値は、ＬＥＤユニット１４に流れる電流として許容できる最大値であり、例えば、２Ａである。トランジスタＱ１を流れる電流がトランジスタＱ１と直列に接続された抵抗Ｒ１を流れるので、抵抗Ｒ１の両端にはトランジスタＱ１を流れる電流に応じた電圧が生じる。その電圧は、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間に印加されるので、トランジスタＱ２の閾値電圧Ｖｂｅを超えるとトランジスタＱ２がオンし、トランジスタＱ１のゲート電位を下げる。トランジスタＱ２は、抵抗Ｒ１に生じた電圧に依存してトランジスタＱ１の制御端子の電圧を制御する第２トランジスタの一例である。コンデンサＣ２は、制御の位相補償のために設けられている。通常時は、抵抗Ｒ１の両端電圧がトランジスタＱ２の閾値電圧Ｖｂｅを超えないように抵抗Ｒ１の値が設定されている。ＬＥＤユニット１４に過電流が流れると、抵抗Ｒ１の両端で生じる電圧が大きくなり、それにより、トランジスタＱ２を流れる電流が大きくなり、トランジスタＱ１は、強制的にオフする方向に制御される。
【００２４】
次に、以上のように構成された実施の形態１に係る点灯装置１０の動作について説明する。
【００２５】
図２Ａは、実施の形態１に係る点灯装置１０の動作を示すタイミングチャートである。本図では、上から、定電流源１１の出力電圧Ｖｄｃ、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔ、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）を示す。
【００２６】
時刻ｔ０までは、点灯装置１０は、正常動作をしている。マイコンＭＣＵ１は、可視光通信用の信号に基づいて周期的にトランジスタＱ１をオンオフさせる制御をしており（ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）参照）、その結果、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔは断続した電流となっている。出力電圧Ｖｄｃは、コンデンサＣ１によって安定化されている。
【００２７】
時刻ｔ０において、負荷配線１５とＬＥＤユニット１４との接触不良等により、ＬＥＤユニット１４が点灯装置１０から切り離され、電流経路が断線したとする。すると、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔはゼロとなり、定電流源１１は出力電圧Ｖｄｃを上昇させ、コンデンサＣ１を充電する。なお、マイコンＭＣＵ１は、トランジスタＱ１をオンオフさせる制御を継続する（ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）参照）。
【００２８】
時刻ｔ１において、負荷配線１５とＬＥＤユニット１４との接触不良の解消等により、ＬＥＤユニット１４が点灯装置１０に再接続され、電流経路が導通したとする。この状態では、出力電圧Ｖｄｃが大きくなっており、コンデンサＣ１が充電されているために、電流経路が導通すると、トランジスタＱ１がオンしたときに、ＬＥＤユニット１４に大きな電流が流れる。このとき、抵抗Ｒ１等で構成される定電流制御回路１２により、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上となったことが検知され、トランジスタＱ１を流れる電流が定電流（電流Ｉｐｋ）となるように制御される。つまり、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）が下げられ、ＬＥＤユニット１４を流れる電流の増大が抑制される。なお、出力電圧Ｖｄｃは、負荷電流が生じたことにより、急速に低下していく。
【００２９】
時刻ｔ２において、出力電圧Ｖｄｃが通常時のレベルまで低下し、ＬＥＤユニット１４を流れる電流も通常のレベルとなり、定電流制御回路１２による定電流制御は解除される。
【００３０】
図２Ｂは、図２Ａにおける時刻ｔ１付近を時間的に拡大したタイミングチャートである。より詳しくは、図２Ａの時刻ｔ１においてＬＥＤユニット１４が点灯装置１０に再接続されてから最初にトランジスタＱ５がオフする期間（図２Ｂの時刻ｔ１０〜ｔ１３）の前後におけるタイミングチャートが示されている。本図では、上から、トランジスタＱ５のコレクタ電圧Ｖｃｅ（Ｑ５）、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔを示す。
【００３１】
時刻ｔ１０において、マイコンＭＣＵ１の出力端子ＳＩＧからの駆動信号により、トランジスタＱ５がオフするので、トランジスタＱ５のコレクタ電圧Ｖｃｅ（Ｑ５）がＨＩＧＨとなる。その結果、トランジスタＱ３がオンし、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）が上昇する。
【００３２】
時刻ｔ１１において、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）がトランジスタＱ１の閾値電圧に達し、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔが立ち上がる。
【００３３】
時刻ｔ１２において、定電流制御回路１２では、抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｏｕｔによって、抵抗Ｒ１の両端電圧がトランジスタＱ２の閾値電圧Ｖｂｅ以上となり、トランジスタＱ２がオンし始める。トランジスタＱ２がオンすることで、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）は、電圧Ｖｇｓ１をピークとして、低下する。トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）は、トランジスタＱ２により、抵抗Ｒ１に生じる電圧がトランジスタＱ２の閾値電圧Ｖｂｅとなるように、フィードバック制御され、電圧Ｖｇｓ２で安定する。その結果、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３では、トランジスタＱ２は定電流モードで動作し、電流Ｉｐｋが流れる。
【００３４】
時刻ｔ１３において、マイコンＭＣＵ１の出力端子ＳＩＧからの駆動信号により、トランジスタＱ５がオンするので、トランジスタＱ５のコレクタ電圧Ｖｃｅ（Ｑ５）がＬＯＷとなる。その結果、トランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）は略０Ｖとなり、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔはゼロとなる。
【００３５】
このように、本実施の形態に係る点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１４に電流を印加する装置であって、定電流源１１と、定電流源１１の出力端子に接続されたコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１と並列に接続され、かつ、ＬＥＤユニット１４と直列に接続されるトランジスタＱ１と、可視光通信用の信号に基づいてトランジスタＱ１をオンオフさせる変調回路（変調部１３のマイコンＭＣＵ１等）と、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上である場合に、トランジスタＱ１を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路１２とを備える。
【００３６】
これにより、接続不良等によって点灯中にＬＥＤユニット１４と点灯装置１０とが断線して再接続されるという異常（つまり、脱着）が発生した場合であっても、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上となった後に定電流となる。よって、過大な電流がＬＥＤユニット１４に印加されてＬＥＤユニット１４が破壊されてしまうことが抑制される。
【００３７】
また、可視光通信に用いられるスイッチ素子は、第１トランジスタ（つまり、トランジスタＱ１）であり、定電流制御回路１２は、トランジスタＱ１の制御端子の電圧を制御することにより、定電流制御をする。
【００３８】
これにより、可視光通信用のスイッチ素子が定電流制御にも兼用され、点灯装置１０の回路がコンパクト化される。
【００３９】
また、定電流制御回路１２は、トランジスタＱ１と直列に接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１に生じた電圧に依存してトランジスタＱ１の制御端子の電圧を制御する第２トランジスタ（つまり、トランジスタＱ２）を含む。
【００４０】
これにより、抵抗Ｒ１とトランジスタＱ２とを用いた簡単な構成で定電流制御回路１２が実現される。
【００４１】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る点灯装置について説明する。
【００４２】
図３は、実施の形態２に係る点灯装置１０ａの回路図である。この点灯装置１０ａは、実施の形態１と同様に、ＬＥＤユニット１４に電流を印加する（つまり、点灯させる）機能と可視光通信の機能とを有する装置であり、定電流源１１、及び、変調部１３ａを備える。点灯装置１０ａは、基本的に、実施の形態１の点灯装置１０がもつ機能を有するが、変調部１３ａの構成が、実施の形態１と異なる。つまり、変調部１３ａは、実施の形態１の変調部１３に対して、新たにバイパス回路１６を有し、さらに、実施の形態１の定電流制御回路１２に代えて回路構成が異なる定電流制御回路１２ａを有する点で、実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００４３】
バイパス回路１６は、定電流源１１の出力端子に接続され、ＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に流れる電流をバイパスさせる回路であり、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４、トランジスタＱ１０〜Ｑ１２、及び、定電圧ダイオードＺＤ１０で構成される。バイパス回路１６は、全体としてＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に並列に接続された回路であり、ＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に流れる電流が第２所定値以上である場合に、その電流をバイパスさせる。第２所定値は、ＬＥＤユニット１４に流れる電流として許容できる最大値であり、例えば、２Ａである。
【００４４】
より詳しくは、バイパス回路１６は次のように構成されている。トランジスタＱ１２は、バイパス電流を流すためのトランジスタであり、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴであり、一般に、トランジスタＱ１より定格電流の大きいトランジスタが用いられる。抵抗Ｒ１４は、トランジスタＱ１２の電力ストレスの緩和のために設けられている。定電圧ダイオードＺＤ１０は、トランジスタＱ１１がオフの場合にトランジスタＱ１２のゲートが抵抗Ｒ１３を介してバイアスされるときのバイアス電圧を制限するために設けられている。定電圧ダイオードＺＤ１０は、例えば、トランジスタＱ１２のゲート電位を１０Ｖに制限する。トランジスタＱ１１は、信号反転のために設けられている。抵抗Ｒ１２は、トランジスタＱ１１のベースをバイアスするための抵抗である。
【００４５】
トランジスタＱ１０は、電流制御用トランジスタであり、抵抗Ｒ１０を流れる負荷電流によって生じる検出電圧がトランジスタＱ１０の閾値電圧Ｖｂｅとなるように、トランジスタＱ１２のベース電位を制御する。抵抗Ｒ１１により、トランジスタＱ１０のベース電流が制限される。コンデンサＣ１０は、制御の位相補償のために設けられている。
【００４６】
定電流制御回路１２ａは、基本的には実施の形態１と同様の機能、つまり、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上である場合に、トランジスタＱ１を流れる電流を定電流にする定電流制御をする機能を有するが、実施の形態１と異なる回路で構成される。つまり、定電流制御回路１２ａは、トランジスタＱ１と直列に接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の一端とトランジスタＱ１の制御端子（ゲート）との間に接続された定電圧ダイオードＺＤ１とで構成される。抵抗Ｒ１を流れる電流によって抵抗Ｒ１に生じる電圧が、定電圧ダイオードＺＤ１の降伏電圧とトランジスタＱ１の閾値電圧との和（つまり、第１所定値）以上になると、トランジスタＱ１のゲート電位が下がってトランジスタＱ１を流れる電流が制限される。つまり、トランジスタＱ１が定電流モードで動作する。
【００４７】
次に、以上のように構成された実施の形態２に係る点灯装置１０ａの動作について説明する。
【００４８】
図４は、実施の形態２に係る点灯装置１０ａの動作を示すタイミングチャートである。本図では、上から、定電流源１１の出力電圧Ｖｄｃ、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔ、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）、トランジスタＱ１２を流れる電流（つまり、ドレイン電流）Ｉｄ（Ｑ１２）を示す。
【００４９】
時刻ｔ０までは、点灯装置１０ａは、正常動作をしている。マイコンＭＣＵ１は、可視光通信用の信号に基づいて周期的にトランジスタＱ１をオンオフさせる制御をしており（ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）参照）、その結果、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔは断続した電流となっている。出力電圧Ｖｄｃは、コンデンサＣ１によって安定化されている。抵抗Ｒ１０に生じる電圧は、トランジスタＱ１０の閾値電圧Ｖｂｅ以下であり、その結果、トランジスタＱ１０はオフし、トランジスタＱ１１はオンし、トランジスタＱ１２はオフ（ドレイン電流Ｉｄ（Ｑ１２）参照）している。
【００５０】
時刻ｔ０において、負荷配線１５とＬＥＤユニット１４との接触不良等により、ＬＥＤユニット１４が点灯装置１０ａから切り離され、電流経路が断線したとする。すると、ＬＥＤユニット１４を流れる電流Ｉｏｕｔはゼロとなり、定電流源１１は出力電圧Ｖｄｃを上昇させ、コンデンサＣ１を充電する。なお、マイコンＭＣＵ１は、トランジスタＱ１をオンオフさせる制御を継続する（ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（Ｑ１）参照）。
【００５１】
時刻ｔ１において、負荷配線１５とＬＥＤユニット１４との接触不良の解消等により、ＬＥＤユニット１４が点灯装置１０ａに再接続され、電流経路が導通したとする。この状態では、出力電圧Ｖｄｃが大きくなっており、コンデンサＣ１が充電されているために、電流経路が導通すると、トランジスタＱ１がオンしたときに、ＬＥＤユニット１４に大きな電流が流れる。このとき、定電流制御回路１２ａにおいて、抵抗Ｒ１に生じる電圧が定電圧ダイオードＺＤ１の降伏電圧とトランジスタＱ１の閾値電圧との和（つまり、第１所定値）以上となり、トランジスタＱ１のゲート電位が下がってトランジスタＱ１を流れる電流が制限される。つまり、トランジスタＱ１が定電流モードで動作する。
【００５２】
また、バイパス回路１６において、抵抗Ｒ１０に生じる電圧が上昇し、トランジスタＱ１０がオンし、トランジスタＱ１１がオフし、トランジスタＱ１２がオンし、その結果、抵抗Ｒ１４を介してトランジスタＱ１２にバイパス電流が流れる。つまり、ＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に流れる電流が第２所定値以上となり、バイパス回路１６にバイパス電流が流れる。バイパス電流が流れたことにより、コンデンサＣ１の電荷は放電され、出力電圧Ｖｄｃは、急速に低下していく。
【００５３】
時刻ｔ２において、出力電圧Ｖｄｃが通常時のレベルまで低下し、ＬＥＤユニット１４を流れる電流も通常のレベルとなり、定電流制御回路１２ａによる定電流制御は解除される。さらに、トランジスタＱ１０がオフし、トランジスタＱ１１がオンし、トランジスタＱ１２がオフし、その結果、トランジスタＱ１２によるバイパス電流はなくなる。
【００５４】
このように、本実施の形態に係る点灯装置１０ａは、実施の形態１と同様に、ＬＥＤユニット１４に電流を印加する装置であって、定電流源１１と、定電流源１１の出力端子に接続されたコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１と並列に接続され、かつ、ＬＥＤユニット１４と直列に接続されるトランジスタＱ１と、可視光通信用の信号に基づいてトランジスタＱ１をオンオフさせる変調回路（変調部１３のマイコンＭＣＵ１等）と、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上である場合に、トランジスタＱ１を流れる電流を定電流にするための定電流制御をする定電流制御回路１２ａとを備える。
【００５５】
これにより、接続不良等によって点灯中にＬＥＤユニット１４と点灯装置１０ａとが断線して再接続されるという異常（つまり、脱着）が発生した場合であっても、トランジスタＱ１を流れる電流が第１所定値以上となった後に定電流となる。よって、過大な電流がＬＥＤユニット１４に印加されてＬＥＤユニット１４が破壊されてしまうことが抑制される。
【００５６】
また、本実施の形態に係る点灯装置１０ａでは、定電流制御回路１２ａは、トランジスタＱ１と直列に接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の一端とトランジスタＱ１の制御端子（ゲート）との間に接続された定電圧ダイオードＺＤ１とを含む。
【００５７】
これにより、可視光通信用のスイッチ素子が定電流制御にも兼用され、点灯装置１０の回路がコンパクト化される。また、抵抗Ｒ１と定電圧ダイオードＺＤ１とを用いた簡単な構成で定電流制御回路１２ａが実現される。
【００５８】
また、本実施の形態に係る点灯装置１０ａは、さらに、定電流源１１の出力端子に接続され、ＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に流れる電流をバイパスさせるバイパス回路１６を備える。バイパス回路１６は、ＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に流れる電流が第２所定値以上である場合に、ＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に流れる電流をバイパスさせる。
【００５９】
これにより、接続不良等によって点灯中にＬＥＤユニット１４と点灯装置１０とが断線して再接続されるという異常が発生した場合であっても、定電流源１１から電流がバイパスされ、ＬＥＤユニット１４及びトランジスタＱ１に過電流が流れることが抑制される。よって、過大な電流がＬＥＤユニット１４に印加されてＬＥＤユニット１４が破壊されてしまうことが抑制される。
【００６０】
また、実施の形態１では、コンデンサＣ１の容量が大きい場合にはトランジスタＱ１への電力ストレスが大きくなる傾向があるが、本実施の形態のバイパス回路１６により、その電力ストレスが低減される。
【００６１】
また、抵抗Ｒ１４によってサージ電力を吸収することで、トランジスタＱ１２を大型化することなく点灯装置１０ａを設計することもできる。
【００６２】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３として、上記実施の形態に係る点灯装置１０及び１０ａの応用例を説明する。
【００６３】
図５は、実施の形態３の応用例に係る照明器具２０の外観図である。照明器具２０は、部屋の天井、壁又は柱等に設置されるスポットライトであり、回路ボックス２１、灯体２２及び配線２３を備える。回路ボックス２１は、上記実施の形態に係る点灯装置１０又は１０ａを収納しているボックスである。灯体２２は、発光素子としてのＬＥＤ電球を収納している。配線２３は、回路ボックス２１と灯体２２に収納されたＬＥＤ電球とを電気的に接続する負荷配線の一例である。
【００６４】
このような照明器具２０は、上記実施の形態に係る点灯装置１０又は１０ａを備えるので、照明と可視光通信とを同時に行う。また、接続不良等によって点灯中にＬＥＤ電球の灯体２２への脱着という異常状態が発生した場合であっても、点灯装置１０及び１０ａを構成する回路素子が破壊されてしまうことが抑制される。
【００６５】
なお、本図では、照明器具２０として、スポットライトが示されたが、点灯装置１０又は１０ａの応用例に係る照明器具としては、スポットライトに限られない。シャンデリア、シーリングライト、スタンド、和風照明、ブラケット、フットライト、ペンダント、ベースライト、ダウンライト、キッチンライト、浴室灯、エクステリアライト等であってもよい。
【００６６】
図６は、実施の形態３の応用例に係る看板３０の外観図である。看板３０は、発光素子としてのＬＥＤ電球（図示せず）とＬＥＤ電球に電流を印加する上記実施の形態に係る点灯装置１０又は１０ａ（図示せず）とを収納している筐体３１、及び、表示板３２を備える。表示板３２は、ＬＥＤ電球によって裏面から照らされ、文字及び図形の少なくとも一つを示す表示板であり、例えば、文字が刻まれた半透明の樹脂基板である。
【００６７】
このような看板３０は、上記実施の形態に係る点灯装置１０又は１０ａを備えるので、表示板３２による文字等の表示と可視光通信とを同時に行う。可視光通信では、例えば、表示板３２に表示された文字を示すデータ、及び／又は、看板３０が設置された場所を示すデータが照明光に重畳されて送信される。また、このような看板３０によれば、接続不良等によって点灯中にＬＥＤ電球と点灯装置１０又は１０ａとが断線して再接続されるという異常状態が生じた場合であっても、点灯装置１０及び１０ａを構成する回路素子が破壊されてしまうことが抑制される。
【００６８】
なお、図６の看板３０では、発光素子としてのＬＥＤと表示板３２とは別体であったが、一体化されていてもよい。筐体３１内に、複数のＬＥＤを並べて配置し、それら複数のＬＥＤの発光色を制御することで、複数のＬＥＤを、表示板として、文字及び図形の少なくとも一つを表示させてもよい。
【００６９】
以上、本発明に係る点灯装置、照明器具及び看板について、実施の形態１〜３に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態１〜３に施したものや、実施の形態１〜３における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００７０】
例えば、上記実施の形態では、コンデンサＣ１は、変調部１３及び１３ａに設けられたが、この位置に限られない。定電流源１１の出力端子間に接続されるのであれば、定電流源１１に内蔵されてもよいし、定電流源１１と変調部１３及び１３ａとの間の位置に接続されてもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態２では、バイパス回路１６は、トランジスタを用いたディスクリートな回路で構成されたが、オペアンプを用いて構成されてもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態２では、バイパス回路１６は、変調部１３ａに設けられたが、この位置に限られず、定電流源１１の出力端子間に接続されるのであれば、定電流源１１に内蔵されてもよいし、定電流源１１と変調部１３ａとの間の位置に接続されてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１０ａ  点灯装置
１１  定電流源
１２、１２ａ  定電流制御回路
１３、１３ａ  変調部（変調回路を含む回路）
１４  ＬＥＤユニット（発光素子）
１６  バイパス回路
Ｃ１  コンデンサ
Ｑ１  トランジスタ（スイッチ素子）
２０  照明器具
３０  看板
３２  表示板
【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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