(57)【要約】【課題】ＰＷＭによる調光制御を行った場合に滑らかな調光制御を行う。【解決手段】ＬＥＤを備える光源部１４と；ＰＷＭ信号の入力に応じてＬＥＤ回路を点灯させる駆動回路３２と；入力された調光信号の調光度に対応するとともに調光度の高低に追従させて周波数の高低を変化させたＰＷＭ信号を駆動回路３２へ出力するＰＷＭ制御回路３３とを具備する。【選択図】図６
2011070957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを備える光源部と；
入力された調光信号の調光度に対応するとともに調光度の高低に追従させて周波数の高低を変化させたＰＷＭ信号を駆動回路へ出力するＰＷＭ制御回路と；
ＰＷＭ信号の入力に応じてＬＥＤを点灯させる駆動回路と
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
ＰＷＭ制御回路は、ＰＷＭ信号における周波数の高低を段階的にまたは連続的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを光源とした照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の照明装置は特に演出用の照明などに用いられており、色温度特性を変化させることなく調光制御を行うためにＰＷＭ（パルス幅変調）が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
ＰＷＭによる調光制御は、ＬＥＤの点灯時間と消灯時間の制御となるから、テレビカメラにより照明対象を撮像した場合に、撮像された映像にＰＷＭの周波数によるフリッカと称されるちらつきが発生する。このフリッカを抑制するため、ＰＷＭの周波数として、カメラによる撮像映像の垂直同期信号の周波数の整数倍で、且つ十分高い周波数を採用している（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４０８７２号公報
【特許文献２】特開２００６−７９９９０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、上記のようにＰＷＭの周波数を高くすると、１周期の時間幅が狭くなるため、多くの階調数によるＰＷＭによる調光制御が難しくなる。階調数が少ない場合には調光による輝度変化が人の目に識別可能な程度の段階的な調光となり、滑らかな調光制御が困難となる。この現象は輝度の低い低階調状態において特に顕著に現れる。
【０００６】
本発明は上記のような照明装置における問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、ＰＷＭによる滑らかな調光制御を行うことができる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る照明装置は、ＬＥＤを備える光源部と；入力された調光信号の調光度に対応するとともに調光度の高低に追従させて周波数の高低を変化させたＰＷＭ信号を駆動回路へ出力するＰＷＭ制御回路と；ＰＷＭ信号の入力に応じてＬＥＤを点灯させる駆動回路とを具備することを特徴とする。
【０００８】
上記おいて光源部が他の構成と別体であっても一体であってもよい。調光度の低い側において用いられる周波数としては５００Ｈｚ〜１Ｋｚが用いられ、調光度の高い側において用いられる周波数としては５Ｋｚ程度が用いられる。
【０００９】
本発明に係る照明装置では、ＰＷＭ制御回路は、ＰＷＭ信号における周波数の高低を段階的にまたは連続的に変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、調光度の高低に追従させて周波数の高低を変化させたＰＷＭ信号を駆動回路へ出力するので、調光度が低い場合にはＰＷＭ信号の周波数が低いために１周期の時間が長くなり、階調数を多くすることができオンデューティ比が徐々に変化させられて調光制御が行われ、輝度を滑らかに変化させることができる。一方、調光度が高い場合にはＰＷＭ信号の周波数が高くされるために１周期の時間が短くなり、階調数を多くすることができないが、ＰＷＭ信号のオンデューティ比を大きく変化させることができないため、階調数が少ないにも拘らず輝度が滑らかに変化することになる。
【００１１】
本発明によれば、ＰＷＭ信号における周波数の高低を段階的にまたは連続的に変化させるので、低調光度の領域及び高調光度の領域において適切なオンデューティ比を実現させることができ、滑らかな調光制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る照明装置の構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る照明装置における光源部の正面図。
【図３】本発明の実施形態に係る照明装置における回路図。
【図４】本発明の実施形態に係る照明装置による調光制御に用いるメモリテーブルの内容を示す表。
【図５】好適な調光制御となる調光度と明るさの関係を示すグラフ。
【図６】本発明の実施形態に係る照明装置による調光制御における所定調光度に対応するＰＷＭ信号波形の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下添付図面を参照して本発明に係る照明装置の実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１には、実施例に係る照明装置であるスポットライト１１の構成図が示されている。このスポットライト１１は、光源ユニット１２、投影ユニット１３を備えている。光源ユニット１２からは光が射出される。この光は投影ユニット１３により照明対象へ投射される。
【００１４】
投影ユニット１３には、光を集光して外部に投影する投影レンズ２１ａ、２１ｂと、投影分布を調整する調整ハンドル２２ａ，２２ｂを備えている。上記光源ユニット１２から出射される光は投影ユニット１３により照明対象へ投射される。
【００１５】
光源ユニット１２には、面状光源である光源部１４が備えられ、この光源部１４が発生する熱は放熱器１５によって放熱されるように構成されている。光源ユニット１２には、光源部１４に点灯電源を供給する電源部１６、光源部１４を点灯制御する制御部１７、光源部１４の点灯操作を行うための操作部１８、筒状光路１９、カッターユニット２０などが備えられている。筒状光路１９は光源部１４の光を投影ユニット１３に導光するものであり、カッターユニット２０は筒状光路１９から出射する光の形状を制御する。
【００１６】
図２に示すように、光源部１４は、平板状のプリント基板２５に複数個のチップ状のＬＥＤ２６が実装された構成となっている。この光源部１４には、白色の光を出射するＬＥＤ２６が用いられる。なお、補色用として赤、緑および青の光を出射するＬＥＤ２６を用いてもよい。
【００１７】
光源部１４においては、複数のＬＥＤ２６が直列に接続されると共に矩形に配列された複数のＬＥＤ回路２７にグループ分けされている。これら複数のＬＥＤ回路２７は複数組み合わせられることにより、発光域が仮想円形２８に近似するように構成されている。
【００１８】
図２に示す実施形態では、１０個のＬＥＤ回路２７ａ〜２７ｊにグループ分けされた例が示されている。各ＬＥＤ回路２７ａ〜２７ｊは、それぞれ個別に電源端子２９ａ〜２９ｊを有し、これら電源端子２９ａ〜２９ｊに対して制御部１７の点灯制御で電源部１６から点灯電源が供給され、各ＬＥＤ回路２７ａ〜２７ｊのＬＥＤ２６が点灯する。
【００１９】
各ＬＥＤ回路２７ａ〜２７ｊは、複数のＬＥＤ２６が矩形に配列されて形成されているが、複数のＬＥＤ２６の配列が異なる大きさの矩形に配列された３種類に分類されている。各ＬＥＤ回路２７ａ〜２７ｊは、３種類とも、矩形短辺の長さが同じであり、この短辺方向には７個のＬＥＤ２６が直列接続され、この直列接続の回路がグループ単位で並列接続されている。光源部１４の中央部のＬＥＤ回路２７ｃ、２７ｈは、矩形長辺の長さが最長である最長グループであり、両端部のＬＥＤ回路２７ａ、２７ｅ、２７ｆ、２７ｊは、矩形長辺の長さが最短である最短グループであり、最長グループと最短グループとの間の中間部のＬＥＤ回路２７ｂ，２７ｄ，２７ｇ，２７ｉは、矩形長辺の長さが中間長の中間グループである。
【００２０】
図３に示すように、制御部１７は、ＰＷＭ信号の入力に応じてＬＥＤ回路２７毎にＬＥＤ２６を駆動する複数の駆動回路３２と、ＰＷＭ制御回路３３を備えている。ＰＷＭ制御回路３３は、与えられる調光信号に応じて駆動回路３２へＰＷＭ信号を出力する。
【００２１】
各駆動回路３２は、ＦＥＴなどのスイッチング素子を有し、ＰＷＭ信号の入力に応じてスイッチング素子がオンオフし、電源部１６からの電流を一定値にして各ＬＥＤ回路２７のＬＥＤ２６に電流が流れる時間を制御してＬＥＤ２６の点灯時間を変化させる。
【００２２】
ＰＷＭ制御回路３３は、調光信号の調光度（調光レベル）０〜１００％に応じてＰＷＭ信号を生成するとともに、ＬＥＤ２６を点灯させる所定の点灯周波数の点灯周期において駆動回路３２にＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ制御回路３３には例えば２５６階調の調光信号が入力されるが、ＰＷＭ制御回路３３では１０２４階調や２０４８階調などの大きい階調数に変換してＰＷＭ信号を出力する。
【００２３】
ＰＷＭ制御回路３２は、与えられる調光信号の調光度に対応するＰＷＭ信号を出力する共に、調光度の高低に追従させてＰＷＭ信号における周波数の高低を変化させて駆動回路へ出力する。
【００２４】
調光信号は、図示しない調光卓などからＤＭＸ信号により送られてくるものとする。ＤＭＸ信号は、米国劇場技術協会（ＵＳＩＴＴ）が規格した演出分野などに用いられるディジタル信号であり、調光制御用の調光信号の規格として用いられているＤＭＸ５１２を指している。ＤＭＸ５１２は、スタートコードとストップビットに挟まれたそれぞれが８ビットにより構成されるチャネルが５１２チャネル多重化された構成を１フレームとする信号であり、上記５１２チャネルにおける所定の１チャネルが１つの調光器へ調光制御を行う２５６階調（８ビット）の調光信号とされる。１フレームの開始検出は、ブレーク（ＢＲＥＡＫ）とスタートコードを検出することにより行われる。また、スポットライト１１に備えられている調光器としてのＰＷＭ制御回路３３に対応するチャネルは、上記フレームの開始からスタートコードとストップビットに挟まれたチャネルが幾つ到来したかをカウントして検出する。
【００２５】
ＰＷＭ制御回路３２は、例えば、ＤＭＸ信号の調光度にＰＷＭ信号の周波数を対応付けて記憶したメモリテーブルを備えている。また、ＰＷＭ制御回路３２は、ＤＭＸ信号の調光度度からＰＷＭ信号の階調度を得るためのメモリテーブルを備えている。このメモリテーブルは、例えば図４（ａ）に示されるように４（一般的にはｎ）段階に区分されて周波数が割り当てられたものとすることができる。また、図４（ｂ）に示されるようにＰＷＭ信号の１階調度に１つの周波数を割り当てるように連続的割り当てを行ったメモリテーブルを採用することもできる。
【００２６】
ＤＭＸ信号の調光度に対し光源の明るさ（輝度）に対応する階調度の変化は、図５に示す指数関数的な曲線に沿って変化する場合に、人は滑らかに明るさが変化していると感じる。
【００２７】
つまり、横軸における調光度の変化を一定（等間隔）にした場合に、図５に明らかなように低調光度の領域では１階調の変化に対しする明るさの変化は少なく、高調光度の領域では１階調の変化に対する明るさの変化は大きい。このため、低調光度の領域において階調数（超高レベル１００％あたりの変化可能な時分割数）が多くなり、高調光度の領域において階調数が少なくなる。
【００２８】
図４（ａ）に示されているメモリテーブルの内容に基づいて、ＬＥＤ電流をそれぞれ、０％、２５％、５０％、７５％、１００％に対応する階調度とする場合に出力されるＰＷＭ信号の波形を図６に示す。図６に明らかな通り、階調度（ＬＥＤ電流）の高低に追従させてＰＷＭ信号における周波数の高低が変化されている。
【００２９】
また図６を参照すると、低調光度の領域においては、用いられるＰＷＭ信号の周波数が低いために１周期の時間幅が長く、階調数を多くしてＰＷＭ信号のオンデューティ比を細かく変化させることが可能であることが分かる。これに対し、高調光度の領域においては、用いられるＰＷＭ信号の周波数が高いために１周期の時間幅が短く、階調数を多く取ることが難しいので階調数が少なくされＰＷＭ信号のオンデューティ比を細かく変化させることは行わない。
【００３０】
以上の通りにＰＷＭ制御回路３２は、ＰＷＭ信号のオンデューティ比とその周波数を制御してＰＷＭ信号を出力するので、光源の明るさ（輝度）変化は、図５に示す曲線に沿って変化することになり、人は滑らかに明るさが変化していると感じる。また、高調光度の領域においてはＰＷＭ信号の周波数が高くされるので、カメラ映像のフリッカを抑制することが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  スポットライト                      １２  光源ユニット
１３  投影ユニット                        １４  光源部
３２  駆動回路                            ３３  ＰＷＭ制御回路
【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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