(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調光信号が入力される入力モジュールと、
前記調光信号を反転させる反転モジュールと、
前記反転された調光信号に基づいて入力電源（Ｖｄｃ）を第１の出力電源（Ｖｏ１）に非線形変換する非線形変換モジュールと、
前記非線形変換モジュールの出力端の第１の出力電源（Ｖｏ１）のノイズを除去してレファレンス電源（Ｖｒｅｆ）に変換するフィルターモジュールと、
を含み、
前記反転モジュールは、
前記入力モジュールと並列に接続される第１の抵抗（Ｒ１）及び第１のキャパシター（Ｃ１）と、
印加された調光信号に基づいてオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）動作を行う第１のスイッチ素子（Ｑ１）と、
前記第１のスイッチ素子の出力端と並列に接続される第２の抵抗（Ｒ２）及び第２のキャパシター（Ｃ２）と、
を含むことを特徴とする受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項２】
前記入力モジュールには、
パルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号が入力されることを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項３】
前記反転モジュールは、
入力電源（Ｖｄｃ）と入力モジュールとの間に接続される第３の抵抗（Ｒ３）と、
入力電源（Ｖｄｃ）と前記第１のスイッチ素子の出力端との間に接続される第４の抵抗（Ｒ４）と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項４】
前記第１のスイッチ素子は、
電界効果トランジスター（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスター（ＢＪＴ）、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項５】
前記反転モジュールは、
調光信号のハイ（high）レベル及びロウ（Low）レベルを反転させることを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項６】
調光信号が入力される入力モジュールと、
前記調光信号を反転させる反転モジュールと、
前記反転された調光信号に基づいて入力電源（Ｖｄｃ）を第１の出力電源（Ｖｏ１）に非線形変換する非線形変換モジュールと、
前記非線形変換モジュールの出力端の第１の出力電源（Ｖｏ１）のノイズを除去してレファレンス電源（Ｖｒｅｆ）に変換するフィルターモジュールと、
を含み、
前記非線形変換モジュールは、
前記反転モジュールから反転された調光信号に基づいてオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）動作を行う第２のスイッチ素子（Ｑ２）と、
前記第２のスイッチ素子の出力端と直列に接続された第５の抵抗（Ｒ５）と、
前記第５の抵抗と非線形変換モジュールの出力端との間に直列に接続された第６の抵抗（Ｒ６）と、
前記第５の抵抗と前記第６の抵抗との間に並列に接続された第３のキャパシター（Ｃ３）と、
を含むことを特徴とする受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項７】
前記非線形変換モジュールは、
入力電源と非線形変換モジュールの出力端との間に直列に接続された第７の抵抗（Ｒ７）と、
前記非線形変換モジュールの出力端に並列に接続された第８の抵抗（Ｒ８）と、
を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の非線形アナログ信号変換回路。
【請求項８】
前記非線形変換モジュールは、
入力電源が数式１によりレファレンス電源に変換することを特徴とする請求項７に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【数１】
0006373946.tif 000004
【請求項９】
前記フィルターモジュールは、
前記非線形変換モジュールの出力端と直列に接続される第９の抵抗（Ｒ９）と、
前記第９の抵抗と並列に接続される第４のキャパシター（Ｃ４）と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項１０】
前記フィルターモジュールは、
前記第１の出力電源の平均値を直流電源に変換して前記レファレンス電源に変換することを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項１１】
前記フィルターモジュールは、
前記第１の出力電源のうち高い周波数領域は遮断し、且つ、低い周波数領域のみを通過させる低域通過フィルターであることを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項１２】
前記レファレンス電源は、照明部に印加されて調光制御することを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項１３】
前記調光信号の周期（ＤＰＷＭ）及び照明部電源（Ｖｏｕｔ）は、非線形特性を有することを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項１４】
前記調光信号の周期（ＤＰＷＭ）及び照明部電流（Ｉｏｕｔ）は、線形特性を有することを特徴とする請求項１に記載の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路。
【請求項１５】
交流電源を供給する電源部と、
前記交流電源を直流電源に変換するコンバーターと、
前記直流電源が印加されて発光する照明部と、
前記照明部を制御するための調光信号を入力する調光信号部と、
受動素子で構成され、前記調光信号に基づいて非線形変換してレファレンス電源を生成する信号変換部と、
前記レファレンス電源が印加されて前記コンバーター又は前記照明部を制御するコントローラーと、
を含み、
前記信号変換部は、前記調光信号を反転する反転モジュールをさらに含み、
前記反転モジュールは、
前記調光信号部と並列に接続される第１の抵抗（Ｒ１）及び第１のキャパシター（Ｃ１）と、
印加された調光信号に基づいてオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）動作を行う第１のスイッチ素子（Ｑ１）と、
前記第１のスイッチ素子の出力端と並列に接続される第２の抵抗（Ｒ２）及び第２のキャパシター（Ｃ２）と、
を含むことを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
前記調光信号部は、
パルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号を入力することを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記照明部は、
調光信号の周期（ＤＰＷＭ）が増加するにつれて照明度が増加することを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記調光信号の周期（ＤＰＷＭ）及び照明度は線形特性を有することを特徴とする請求項１７に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記照明部は、
定電流ダイオード（ＣＲＤ）と、
発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
を含むことを特徴とする請求項１５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、調光信号が入力される入力モジュールと、調光信号を反転させる反転モジュールと、反転された調光信号に基づいて入力電源Ｖｄｃを第１の出力電源Ｖｏ１に非線形変換する非線形変換モジュールと、非線形変換モジュールの出力端の第１の出力電源Ｖｏ１のノイズを除去してレファレンス電源Ｖｒｅｆに変換するフィルターモジュールと、を含む受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種である。発光ダイオードは、蛍光灯、白熱灯など既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、 速い応答速度、安全性、環境へのやさしさというメリットを有する。特に、ＬＥＤ照明装置は、配設された多数のＬＥＤの点滅順序、発光色及び明るさなどの制御により様々な演出を行うことができる。
【０００３】
ところが、この種の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する照明部の場合、線形定電圧に対して照明部の負荷特性が非線形的に現れる。図１を参照すると、通常の調光信号は線形特性を有するため、線形入力で非線形出力を制御するために信号処理のためのマイクロプロセッサー（マイコン）が別設されなければならない。
【０００４】
このような非線形特性の補償のためのマイクロプロセッサーの場合、高性能ＩＣチップにより実現されるため高いコストの設計が不可避であり、外乱及びノイズの流入によるソフトウェアの誤動作の可能性が存在する。
【０００５】
このため、デジタル信号で制御するマイクロプロセッサーの代わりに簡単な構造を有する受動素子を最大限に活用し、照明装置の小型化及び集積化が図れるようにアナログ信号変換回路を実現する方案が種々研究されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、 上記問題点に鑑みてなされたものであり、非線形出力の制御のために信号処理回路を受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に何等制限されるものではなく、後述する内容から通常の技術者にとって自明な範囲内において様々な技術的課題が含まれ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、調光信号が入力される入力モジュールと、前記調光信号を反転させる反転モジュールと、前記反転された調光信号に基づいて入力電源Ｖｄｃを第１の出力電源Ｖｏ１に非線形変換する非線形変換モジュールと、前記非線形変換モジュールの出力端の第１の出力電源Ｖｏ１のノイズを除去してレファレンス電源Ｖｒｅｆに変換するフィルターモジュールと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記入力モジュールにパルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号が入力されることを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記反転モジュールが、前記入力モジュールと並列に接続される第１の抵抗Ｒ１及び第１のキャパシターＣ１と、印加された調光信号に基づいてオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）動作を行う第１のスイッチ素子Ｑ１と、前記第１のスイッチ素子の出力端と並列に接続される第２の抵抗Ｒ２及び第２のキャパシターＣ２と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
このとき、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記反転モジュールが、入力電源Ｖｄｃと入力モジュールとの間に接続される第３の抵抗Ｒ３と、入力電源Ｖｄｃと前記第１のスイッチ素子の出力端との間に接続される第４の抵抗Ｒ４と、を更に含むことを特徴とする。なお、前記第１のスイッチ素子は、電界効果トランジスター（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスター（ＢＪＴ）、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）のうちの少なくとも一つであることを特徴とする。
【００１２】
更にまた、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記非線形変換モジュールが、前記調光信号のハイ（Ｈｉｇｈ）レベル及びロウ（Ｌｏｗ）レベルを反転させることを特徴とする。
【００１３】
加えて、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記非線形変換モジュールが、前記反転モジュールから反転された調光信号に基づいて、オン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）動作を行う第２のスイッチ素子Ｑ２と、前記第２のスイッチ素子の出力端と直列に接続された第５の抵抗Ｒ５と、前記第５の抵抗と非線形変換モジュールの出力端との間に直列に接続された第６の抵抗Ｒ６と、前記第５の抵抗と前記第６の抵抗との間に並列に接続された第３のキャパシターＣ３と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
このとき、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記非線形変換モジュールが、入力電源と非線形変換モジュールの出力端との間に直列に接続された第７の抵抗Ｒ７と、前記非線形変換モジュールの出力端に並列に接続された第８の抵抗Ｒ８と、を更に含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記非線形変換モジュールが、入力電源が数式１によりレファレンス電源に変換されることを特徴とする。
【００１６】
【数１】
0006373946.tif 000002
【００１７】
更に、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記フィルターモジュールが、前記非線形変換モジュール出力端と直列に接続される第９の抵抗Ｒ９と、前記第９の抵抗と並列に接続される第４のキャパシターＣ４と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
更にまた、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記フィルターモジュールが、前記第１の出力電源の平均値を直流電源に変換して前記レファレンス電源に変換することを特徴とする。
【００１９】
更にまた、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記フィルターモジュールが、前記第１の出力電源のうち高い周波数領域は遮断し、且つ、低い周波数領域のみを通過させる低域通過フィルターであることを特徴とする。
【００２０】
更にまた、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記レファレンス電源が照明部に印加されて調光制御することを特徴とする。
【００２１】
加えて、本発明の一実施例による受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路は、前記調光信号の周期ＤＰＷＭ及び照明部電源Ｖｏｕｔが非線形特性を有することを特徴とする。なお、前記調光信号の周期ＤＰＷＭ及び照明部電流Ｉｏｕｔは線形特性を有することを特徴とする。
【００２２】
一方、本発明の一実施例による照明装置は、交流電源を供給する電源部と、前記交流電源を直流電源に変換するコンバーターと、前記直流電源が印加されて発光する照明部と、前記照明部を制御するための調光信号を入力する調光信号部と、受動素子で構成され、前記調光信号に基づいて非線形変換してレファレンス電源を生成する信号変換部と、前記レファレンス電源が印加されて前記コンバーター又は前記照明部を制御するコントローラーと、を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の一実施例による照明装置は、前記調光信号部がパルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号を入力することを特徴とする。
【００２４】
更に、本発明の一実施例による照明装置は、前記照明部が、調光信号の周期ＤＰＷＭが増加するにつれて照明度が増加することを特徴とする。このとき、前記調光信号の周期ＤＰＷＭ及び照明度は線形特性を有することを特徴とする。
【００２５】
加えて、本発明の一実施例による照明装置は、前記照明部が定電流ダイオード（ＣＲＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置は、線形入力で非線形出力を制御するためにマイクロプロセッサーの代わりに簡単な受動素子及びスイッチ素子を用いて実現して、コストを節減し、且つ、電力供給装置製品を小型化させることができる。
【００２７】
また、本発明の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置は、マイクロプロセッサーの代わりに受動素子を用いることから、マイクロプロセッサー駆動用の電源回路が不要であり、電力効率を上昇させ、待ち電力を低減することができる。
【００２８】
更に、本発明の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置は、マイクロプロセッサーに用いられるデジタル信号処理なしに信号変換して線形入力で非線形出力を制御することから、ノイズ及び外乱が流入するときに誤動作なしに正常的な制御を維持することができる。
【００２９】
更にまた、従来の照明装置は、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を用いた調光方式を利用するが故にカメラフリッカー（Flicker）及び目の疲れを誘発するが、本発明の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置は、非線形特性を有する照明部に対して線形アナログ調光方式を適用することから、カメラフリッカー及び目の疲れの現象を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の照明装置を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例による照明装置を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施例による照明装置の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路を示す構成図である。
【図４ａ】本発明の一実施例による照明装置の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路の非線形変換モジュールを示す構成図である。
【図４ｂ】本発明の一実施例による照明装置の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路の非線形変換モジュールを示す構成図である。
【図５ａ】本発明の一実施例による照明装置の照明部を示す構成図である。
【図５ｂ】本発明の一実施例による照明装置の照明部が調光信号に比例する度合いを示すグラフである。
【図６ａ】本発明の一実施例による照明装置の照明部での調光信号及びレファレンス電圧が比例する度合いを示す表である。
【図６ｂ】本発明の一実施例による照明装置の照明部での調光信号及びレファレンス電圧が比例する度合いを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に基づき、本発明による「受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置」について詳細に説明する。ここで説明する実施例は、本発明の技術思想を通常の技術者が理解し易いように提供されるものであり、これらにより本発明が限定されることはない。なお、添付図面に示す事項は、本発明の実施例について説明し易いように図式化された図面であり、実際に実現される形態とは異なる場合がある。
【００３２】
一方、以下で表現される各構成部は、本発明を実現するための一例に過ぎない。したがって、本発明の他の実施例においては、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲において他の構成部が使用可能である。
【００３３】
また、ある構成要素を「含む」という表現は「開放型」の表現であり、当該構成要素が存在することを単に指し示すものに過ぎず、更なる構成要素を排除するものと理解されてはならない。
【００３４】
更に、「第１の、第２の」などの表現は、複数の構成要素を区別するために用途にのみ用いられた表現であり、構成要素間の順序やその他の特徴を限定しない。
【００３５】
更にまた、本発明の「電源」は、「電圧」、「電力」、「電流」など通常の電気回路に使用可能な電気エネルギーのあらゆる種類を網羅する。
【００３６】
図１は、従来の照明装置を示す構成図である。
【００３７】
図１を参照すると、従来の照明装置１００は、交流電源１１０と、コンバーター１２０と、照明部１３０と、調光信号１４０と、イクロプロセッサ１５０と、コントローラー１６０と、電源供給ユニット１７０とを含むことができる。
【００３８】
より具体的に、従来の照明装置１００は、照明部１３０の負荷特性が非線形的に現れ、線形入力で非線形出力を制御するためにマイクロプロセッサー１５０を別設しなければならない。ところが、このような非線形特性の補償のためのマイクロプロセッサーの場合、高性能ＩＣチップにより実現されるが故に高いコストの設計が不可避であり、外乱及びノイズの流入によるソフトウェアの誤動作の可能性が存在する。
【００３９】
本発明は、従来の照明装置の問題を改善するために、本発明の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路及びそれを用いた照明装置は、線形入力で非線形出力を制御するために受動素子で実現される信号変換部をマイクロプロセッサーの代わりに用いながら、小型化及び集積化の図れた照明装置を実現することができ、電力効率を上昇させ、待ち電力を低減することができる。この詳細についての説明は、図２乃至図６ｂに基づいて行う。
【００４０】
図２は、本発明の一実施例による照明装置を示す構成図である。
【００４１】
図２を参照すると、本発明の照明装置２００は、電源部２１０と、コンバーター２２０と、照明部２３０と、調光信号部２４０と、信号変換部２５０と、コントローラー２６０とを含むことができる。電源部２１０は、交流電源を供給する。このとき、電源部２１０は、２２０Ｖ常用電源であることが好ましく、２２０Ｖ常用電源の場合、−３１１Ｖ〜＋３１１Ｖの範囲において周期的に交番するサイン波状を呈する。より具体的に、電源部は、電源装置に用いられる複数の素子の供給電源の役割を果たす。
【００４２】
コンバーター２２０は、交流電源を直流電源に変換する。このようなコンバーターは、主電源を受信してシステムに求められる安定的で且つ効率的な電源に変換供給する電力調節の役割を果たす。特に、本発明のコンバーターは、交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバーター（ＡＣ／ＤＣ Converter）により実現されてもよく、電力のロスを最小限に抑えながらも所望の電力の変換のためにダイオード整流器、位相制御整流器、ブリッジ整流器など様々な整流回路を用いてＡＣ／ＤＣ変換を行うことができる。
【００４３】
照明部２３０には直流電源が印加されて照明部２３０が発光する。コンバーターが交流電源を直流電源に変換し、照明部に照明部電源Ｖｏｕｔに見合う分の電源が印加される。特に、本発明の照明部２３０は、定電流ダイオード（ＣＲＤ：Current Regulative Diode）２３１及び発光ダイオード（ＬＥＤ）２３２により構成されてもよい。この詳細についての説明は、図５ａ及び図５ｂに基づいて行う。
【００４４】
調光信号部２４０は、照明部を制御するための調光信号を入力する。特に、照明部の照度を調節したり変化させたりするために調光信号部が用いられてもよく、外部からの照明も制御指令を調光信号に変換して電源装置に入力することもできる。
【００４５】
また、調光信号部は、パルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号を入力する。パルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号とは、周期的なパルスのパルス幅を調光量に応じた信号波の大きさに変えた信号のことをいい、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式は、周期的なパルスを情報信号により変調する方式である。このようなパルス幅変調（ＰＷＭ）方式では、刻々と変化する物理量であるアナログ信号をデジタル信号に変換して転送してもよく、全体のレベルのうちハイレベル及びロウレベルの割合に応じて周期（duty cycle）を変えて転送してもよい。
【００４６】
特に、本発明の調光信号部は照明部を制御し、照明部は調光信号の周期ＤＰＷＭが増加するにつれて照明度が増加することを特徴とする。なお、調光信号の周期ＤＰＷＭ及び照明度は、線形特性を有することを特徴とする。この詳細についての説明は、図５ａ及び図５ｂに基づいて行う。
【００４７】
信号変換部２５０は受動素子で構成され、調光信号部の調光信号に基づいて非線形変換してレファレンス電源Ｖｒｅｆ２５１を生成する。本発明は、線形入力で非線形出力を制御するためにマイクロプロセッサーの代わりに簡単な受動素子及びスイッチ素子を用いて実現して、コストを節減し、且つ、電力供給装置製品を小型化させることができる。なお、本発明は、マイクロプロセッサーの代わりに受動素子を用いることから、マイクロプロセッサー駆動用の電源回路が不要であり、電力効率を上昇させ、待ち電力を低減することができる。この詳細についての説明は、図３、図４ａ、図４ｂに基づいて行う。
【００４８】
コントローラー２６０にはレファレンス電源Ｖｒｅｆ２５１が印加されてコントローラー２６０がコンバーター又は照明部を制御する。特に、コントローラーは、所定の電源で制御する定電圧コントローラーにより実現されてもよく、システムの全体の特性を考慮して制御動作を行ってもよい。特に、制御の補償のためにフィードバック信号（Feedback signal）２６１をコンバーターと送受してもよく、照明部２３０に印加される照明部電源Ｖｏｕｔをリアルタイムにて確認して制御してもよい。
【００４９】
図３は、本発明の一実施例による照明装置の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路を示す構成図である。
【００５０】
図３を参照すると、本発明の受動素子で構成された非線形アナログ信号変換回路３００は、入力モジュール３１０と、反転モジュール３２０と、非線形変換モジュール３３０及びフィルターモジュール３４０を備えていてもよい。
【００５１】
入力モジュール３１０には調光信号が入力される。調光信号は、上述したように、パルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号により実現されてもよく、入力モジュールには外部からの照明部の制御のための調光信号を受信して入力されてもよい。
【００５２】
反転モジュール３２０は、調光信号を反転させてもよい。一般に、調光信号は、（＋）信号及び（−）信号が繰り返されて現れるデジタル信号により実現されるので、（＋）の調光信号が入力されるときに反転モジュールは（−）信号に反転させ、（−）信号が入力されるときに（＋）信号に反転させてもよい。特に、調光信号がパルス幅変調（ＰＷＭ）調光信号により実現される場合、調光信号のハイ（High）レベル及びロウ（Low）レベルを反転させることを特徴とする。例えば、ハイレベルが５Ｖであり、且つ、ロウレベルが０Ｖである場合、反転モジュールによりハイレベルがロウレベルに、且つ、ロウレベルがハイレベルに変換されてもよい。
【００５３】
より具体的に、反転モジュール３２０は、第１の抵抗Ｒ１、３２１及び第１のキャパシターＣ１、３２２と、第１のスイッチ素子Ｑ１、３２３と、第２の抵抗Ｒ２、３２４及び第２のキャパシターＣ２、３２５と、第３の抵抗Ｒ３、３２６と、第４の抵抗Ｒ４、３２７とを含むことができる。
【００５４】
第１の抵抗Ｒ１、３２１及び第１のキャパシターＣ１、３２２は入力モジュールと並列に接続され、第２の抵抗Ｒ２、３２４及び第２のキャパシターＣ２、３２５は第１のスイッチ素子の出力端と並列に接続される。このとき、調光信号を入力する入力モジュールは、第１のスイッチ素子の入力端と直接的に接続されるが、入力端に第１の抵抗及び第１のキャパシターが並列に接続されてもよい。なお、第２の抵抗及び第２のキャパシターもまた第１のスイッチ素子の出力端と直接的に接続されて、並列に接続されてもよい。
【００５５】
第１のスイッチ素子Ｑ１、３２３は、印加された調光信号に基づいてオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）動作を行う。このとき、第１のスイッチ素子は、電界効果トランジスター（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスター（ＢＪＴ）、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）のうちの少なくともいずれか一つにより構成されてもよい。
【００５６】
特に、第１のスイッチ素子は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）により構成されることが好ましい。金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のゲートＧ端子は入力モジュールと接続され、入力電源がゲート端子に印加して電圧制御電流源素子の役割を果たしてもよい。なお、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のソースＳ端子は接地と接続され、ドレインＤ端子は第２のスイッチ素子の入力端と接続されてもよい。
【００５７】
より具体的に、第１のスイッチ素子のゲート端子にハイレベル信号が印加されると、第１のスイッチ素子がオン状態になって、ドレイン端子においてロウレベル信号に変換される。また、第１のスイッチ素子のゲート端子にロウレベル信号が印加されると、第１のスイッチ素子がオフ状態になって、ドレイン端子においてハイレベル信号に変換される。このとき、ハイレベル信号とは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）又はバイポーラ接合トランジスター（ＢＪＴ）のＶｔｈ以上の電圧のことをいい、ロウレベル信号とは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）又はバイポーラ接合トランジスター（ＢＪＴ）のＶｔｈ以下の電圧のことをいう。
【００５８】
第３の抵抗Ｒ３、３２６は、入力電源Ｖｄｃ、３１１と入力モジュールとの間に接続され、第４の抵抗Ｒ４、３２７は、入力電源Ｖｄｃ、３１１と前記第１のスイッチ素子の出力端との間に接続される。第３の抵抗及び第４の抵抗は、入力電源から第１のスイッチ素子又は第２のスイッチ素子に印加されるときに部品を保護したり電流を調節したりするために構成されてもよく、回路の安定化のために実現されてもよい。
【００５９】
非線形変換モジュール３３０は、反転された調光信号に基づいて入力電源Ｖｄｃを第１の出力電源Ｖｏ１に非線形変換する。
【００６０】
図４ａを参照すると、非線形変換モジュール３３０は、第２のスイッチ素子Ｑ２、３３１と、第５の抵抗Ｒ５、３３２と、第６の抵抗Ｒ６、３３３と、第３のキャパシターＣ３、３３４と、第７の抵抗Ｒ７、３３５と、第８の抵抗Ｒ８、３３６と、を含むことができる。
【００６１】
第２のスイッチ素子Ｑ２、３３１は、反転モジュールの出力端から反転された調光信号を入力されて、オン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）動作を行う。このとき、第２のスイッチ素子は、第１のスイッチ素子と同様に、電界効果トランジスター（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスター（ＢＪＴ）、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）のうちの少なくともいずれか一つにより構成されてもよい。特に、第２のスイッチ素子は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）により構成されることが好ましい。
【００６２】
第５の抵抗Ｒ５、３３２は、第２のスイッチ素子の出力端と直列に接続され、第６の抵抗Ｒ６、３３３は、第５の抵抗と非線形変換モジュールの出力端との間に直列に接続される。
【００６３】
また、第３のキャパシターＣ３、３３４は、第５の抵抗と第６の抵抗との間に並列に接続される。このとき、第３のキャパシターの容量が十分に大きくなると、第３のキャパシターに充電される電圧が一定に保たれるので、等価回路に変更して解析することが可能になる。特に、第３のキャパシターは、第３のキャパシターの両端に印加される電源が非常に小さなリップル電圧を有するＤＣ値になるように保つ役割を果たす。
【００６４】
図４ｂを参照すると、第３のキャパシターの容量が十分に大きい場合、第２のスイッチ素子Ｑ２、３３１と、第５の抵抗Ｒ５、３３２と、第３のキャパシターＣ３、３３４を一つの等価抵抗Ｒ５／ＤＱ１、３３８で表わすことができる。このとき、ＤＱ１は、反転された調光信号の周期であり、入力モジュールに入力される調光信号の周期が反転された値１−ＤＰＷＭに相当する。
【００６５】
第７の抵抗Ｒ７、３３５は、入力電源と非線形変換モジュールの出力端との間に直列に接続され、第８の抵抗Ｒ８、３３６は、非線形変換モジュールの出力端に並列に接続される。このとき、第７の抵抗は、入力電源から第２のスイッチ素子に印加されるときに部品を保護したり電流を調節したりするために構成されてもよく、回路の安定化のために実現されてもよい。
【００６６】
さらに、非線形変換モジュールは、これらの複数の構成要素を用いて、入力電源が次の数式１によりレファレンス電源に変換されてもよい。このとき、Ｖｏ１は非線形変換モジュールの出力端電源３３７に相当し、Ｖｄｃは入力電源３１１に相当し、ＤＰＷＭは調光信号の周期に相当し、１−ＤＰＷＭは反転された調光信号の周期に相当し、Ｒ５は第５の抵抗３３２に相当し、Ｒ６は第６の抵抗３３３に相当し、Ｒ７は第７の抵抗３３５に相当し、且つ、Ｒ８は第８の抵抗３３６の値に相当する。
【００６７】
【数１】
0006373946.tif 000003
【００６８】
フィルターモジュール３４０は、非線形変換モジュールの出力端の第１の出力電源Ｖｏ１のノイズを除去してレファレンス電源Ｖｒｅｆに変換する。このとき、本発明のフィルターモジュール３４０は、第９の抵抗Ｒ９、３４１及び第４のキャパシターＣ４、３４２を有するＲＣフィルターにより構成されてもよい。
【００６９】
第９の抵抗Ｒ９、３４１は、非線形変換モジュール出力端と直列に接続され、第４のキャパシターＣ４、３４２は、第９の抵抗と並列に接続される。このとき、第９の抵抗に第１の出力電源Ｖｏ１が印加されると、第９の抵抗及び第４のキャパシターを経てレファレンス電源Ｖｒｅｆに変換する。
【００７０】
このとき、フィルターモジュールは、第１の出力電源の平均値を直流電源に変換してレファレンス電源に変換してもよい。なお、フィルターモジュールは、第１の出力電源のうち高い周波数領域は遮断し、且つ、低い周波数領域のみを通過させる低域通過フィルターであることを特徴とする。一方、ノイズの除去されたレファレンス電源は、照明部に印加されて調光制御を行ってもよい。
【００７１】
図５ａは、本発明の一実施例による照明装置の照明部を示す構成図であり、図５ｂは、本発明の一実施例による照明装置の照明部が調光信号に比例する度合いを示すグラフである。
【００７２】
図５ａを参照すると、本発明の照明装置の照明部２３０は、発光ダイオード２３１と、定電流ダイオード２３２と、を備えていてもよい。信号変換部２５０において調光信号により入力電源がレファレンス電源に変換され、照明部に印加されてもよい。
【００７３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、半導体に基づく光源であり、低コスト、長寿命、小型化、環境にやさしい廃棄物の処理、エネルギーの低消耗、高効率、直線性など様々なメリットを有していることから、一般に広く用いられている光源である。ところが、照明部の発光ダイオード（ＬＥＤ）の場合、僅かな電圧の変動だけでも明るさが大幅に変化するという特性を有する。より具体的に、発光ダイオード（ＬＥＤ）に印加される電圧が僅かに変わっても、流れる電流は急増する。これは、発光ダイオード（ＬＥＤ）輝度の不安定性、発光ダイオード（ＬＥＤ）の寿命の短縮、照明回路の異常発熱などを招いてしまう。
【００７４】
このような不安定性を安定化するために、定電流ダイオード（ＣＲＤ：Current Regulative Diode）が用いられてもよい。定電流ダイオードは、順方向電圧が印加される場合に低電圧から高電圧まで一定の電流を供給するという特性を有する。このような定電流ダイオードは、広い定電流の動作領域、高い動作抵抗など定電流特性をダイオードにより実現することができ、定電流ダイオード（ＣＲＤ）の定電流特性に応じて発光ダイオード（ＬＥＤ）の点灯品質を向上させる。
【００７５】
加えて、定電流ダイオード（ＣＲＤ）は、多数の抵抗及びトランジスターにより構成される定電流回路を簡単に置き換えて少ない部品数でも応用分野及び信頼性が求められる精密センサー信号処理回路に使用可能である。なお、たとえ電源電圧の変動があるとしても、一定の電流を供給して発光ダイオード（ＬＥＤ）を安定化させ、たとえコンデンサーが電圧を不一定に供給するとしても、明るさ及びチラツキの少ない安定した発光部を実現することができる。なお、高温では定電流ダイオードが電流を制御するので発光ダイオード（ＬＥＤ）の過電流又は過電圧を防ぐことができ、発熱が分散されるので、熱減少装置が別途に不要であるというメリットがある。
【００７６】
また、照明部に印加される出力電源Ｖｏは、定電流ダイオード電源ＶＣＲＤと発光ダイオード電源ＶＬＥＤとに分けられる。上述したように、定電流ダイオード電源及び発光ダイオード電源の電圧−電流特性又は電圧−周期特性は異なるので、これを用いて線形入力で非線形出力を制御することができる。
【００７７】
図５ｂを参照すると、定電流ダイオードにより制限される発光ダイオード電流は、定電流ダイオードの両端電圧に対して非線形特性を有する。このとき、本発明の信号変換部は受動素子で構成されて調光信号を変換するので、調光信号周期ＤＰＷＭ及び定電流ダイオード電流ＩＣＲＤが線形特性を有するように実現可能である。
【００７８】
このため、調光信号の周期ＤＰＷＭ及び照明部電源Ｖｏｕｔは非線形特性を有することを特徴とし、調光信号の周期ＤＰＷＭ及び照明部電流Ｉｏｕｔは線形特性を有することを特徴とする。結論的に、線形調光信号周期に対して発光ダイオード電流は線形アナログ電流で制御可能である。
【００７９】
図６ａ及び図６ｂは、本発明の一実施例による照明装置の照明部での調光信号及びレファレンス電圧が比例する度合いを示す図表である。
【００８０】
図６ａ及び図６ｂを参照すると、入力モジュールに入力される調光信号周期とレファレンス電源との間の関係を確認することができる。調光信号周期が０％から１００％まで増加するとき、レファレンス電源もまた約３．１Ｖから４．０Ｖまで増加することを確認することができる。但し、調光信号周期及びレファレンス電源は非線形特性を有することを確認することができる。
【００８１】
上述した本発明の実施例は例示のために開示されたものであり、これらにより本発明が限定されることはない。なお、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び範囲内において様々な修正及び変更を加えることができ、このような修正及び変更は本発明の範囲に属するものと見なすべきである。
【符号の説明】
【００８２】
１００  従来の照明装置
１１０  従来の交流電源
１２０  従来のコンバーター
１３０  従来の照明部
１４０  従来の調光信号
１５０  従来のマイクロプロセッサ
１６０  従来のコントローラー
１７０  従来の電源供給ユニット
２００  照明装置
２１０  電源部
２２０  コンバーター
２３０  照明部
２３１  定電流ダイオード
２３２  発光ダイオード
２４０  調光信号部
２５０  信号変換部
２５１  レファレンス電源
２６０  コントローラー
２６１  フィードバック信号
２６２  出力電源
２７０  電源供給ユニット
３００  信号変換部
３１０  入力モジュール
３１１  入力電源
３２０  反転モジュール 
３２１  第１の抵抗
３２２  第１のキャパシター 
３２３  第１のスイッチ素子
３２４  第２の抵抗
３２５  第２のキャパシター
３２６  第３の抵抗
３２７  第４の抵抗
３３０  非線形変換モジュール 
３３１  第２のスイッチ素子 
３３２  第５の抵抗 
３３３  第６の抵抗 
３３４  第３のキャパシター 
３３５  第７の抵抗 
３３６  第８の抵抗 
３３７  第１の出力電源
３３８  等価抵抗 
３４０  フィルターモジュール 
３４１  第９の抵抗 
３４２  第４のキャパシター 
【図１】
0006373946.tif 000005
【図２】
0006373946.tif 000006
【図３】
0006373946.tif 000007
【図４ａ】
0006373946.tif 000008
【図４ｂ】
0006373946.tif 000009
【図５ａ】
0006373946.tif 000010
【図５ｂ】
0006373946.tif 000011
【図６ａ】
0006373946.tif 000012
【図６ｂ】
0006373946.tif 000013