(57)【要約】【課題】電力消費を抑制しつつ所望の信号分解能を得ることができる信号伝達回路、電源ユニット及び照明装置を提供する。【解決手段】信号伝達回路３０は、フォトカプラ２１、電流増幅部４０、電流電圧変換部５０などを備える。電流増幅部４０は、トランジスタ２２１、２３１、抵抗２２２、２３２などを備え、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する。電流電圧変換部５０は、抵抗２４を備え、電流増幅部４０で増幅した電流を電圧に変換する。電流電圧変換部５０は、変換した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。【選択図】図２
2013225807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、
前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、
該電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第１電流電圧変換部と
を備えることを特徴とする信号伝達回路。
【請求項２】
フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、
前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部と、
該第２電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部と
を備えることを特徴とする信号伝達回路。
【請求項３】
前記電流増幅部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続した第１のトランジスタと、
前記フォトトランジスタと前記第１のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第２のトランジスタと
を有し、
前記第１電流電圧変換部は、
前記第２のトランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の信号伝達回路。
【請求項４】
前記第１及び第２のトランジスタそれぞれに抵抗を直列に接続してあることを特徴とする請求項３に記載の信号伝達回路。
【請求項５】
前記電流増幅部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子と、
前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと
を有し、
前記第１電流電圧変換部は、
前記トランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の信号伝達回路。
【請求項６】
前記第２電流電圧変換部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子を有し、
前記電圧増幅部は、
基準電圧源と、
前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードに一の入力端を接続してあり、前記基準電圧源に他の入力端を接続した演算増幅器と
を有することを特徴とする請求項２に記載の信号伝達回路。
【請求項７】
前記第２電流電圧変換部は、
前記抵抗素子と並列に接続したダイオードを有することを特徴とする請求項６に記載の信号伝達回路。
【請求項８】
前記基準電圧源は、
電源電圧源と、
該電源電圧源に直列に接続された複数の分圧抵抗と
を有し、
前記分圧抵抗同士の接続ノードに、前記演算増幅器の他の入力端が接続されてあることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の信号伝達回路。
【請求項９】
前記第２電流電圧変換部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続したダイオードを有し、
前記電圧増幅部は、
前記フォトトランジスタと前記ダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと、
該トランジスタに直列に接続した抵抗と
を有することを特徴とする請求項２に記載の信号伝達回路。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の信号伝達回路と、該信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源へ供給する電力を制御する電力制御部とを備えることを特徴とする電源ユニット。
【請求項１１】
前記信号伝達回路は、
外部調光器からのＰＷＭ信号を受信し、該ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて光源へ供給する電力を１０％以下に制御することを特徴とする請求項１０に記載の電源ユニット。
【請求項１２】
光源と、請求項１０又は請求項１１に記載の電源ユニットとを備えることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトカプラに入力された信号を信号判別部に出力する信号伝達回路、該信号伝達回路を備える電源ユニット及び該電源ユニットを備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の回路素子で構成される回路（例えば、電源回路など）内の回路を電気的に絶縁するためにフォトカプラが利用されている。例えば、出力電圧を制御回路へ帰還させる帰還回路にフォトカプラを用いることにより、出力側の回路と制御回路とを電気的に絶縁することができるスイッチング電源装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７４７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電源装置に用いられるフォトカプラでは、入力側のＬＥＤに入力された信号が一旦光に変換され、変換された光が出力側のフォトトランジスタへ伝達され、フォトカプラの出力側から信号が出力される。
【０００５】
図１３は従来のフォトカプラ３０３を備える回路の一例を示す回路図であり、図１４は従来のフォトカプラ３０３の入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。図１３に示すように、フォトカプラ３０３は、入力側のＬＥＤ３０４、ＬＥＤ３０４と電気的に絶縁された出力側のフォトトランジスタ３０５を備える。ＬＥＤ３０４には入力抵抗３０１の一端が接続され、入力抵抗３０１の他端は信号の入力端Ｖｉｎである。また、フォトトランジスタ３０５には出力抵抗３０２の一端が接続され、出力抵抗３０２の他端には電源ＶＣＣを接続してある。フォトトランジスタ３０５と出力抵抗３０２との接続ノードは、信号の出力端Ｖｏｕｔである。
【０００６】
図１４に示すように、入力端Ｖｉｎに印加される信号（矩形状のパルス信号）が時刻ｔ１で立ち下がった場合、ＬＥＤ３０４に流れていた電流が０となり、フォトトランジスタ３０５はオン状態からオフ状態へ遷移し、出力端Ｖｏｕｔの電圧が上昇する。
【０００７】
しかし、一般的にフォトトランジスタ３０５のコレクタ・エミッタ間容量（以下、出力容量とも称する）は比較的大きな値であるため、出力抵抗３０２を介して当該出力容量を充電するのに要する時間が長くなる。このため、図１４に示すように、出力端Ｖｏｕｔの信号の立ち上がり時間Δｔ１は長くなる。例えば、出力抵抗３０２が１００Ωでは、立ち上がり時間Δｔ１は略１０〜２０μｓ程度であり、出力抵抗３０２が１ｋΩでは、立ち上がり時間Δｔ１は略３０〜１００μｓ程度であり、出力抵抗３０２が１０ｋΩでは、立ち上がり時間Δｔ１は略１００〜３００μｓ程度である。
【０００８】
フォトカプラ３０３に入力される信号（例えば、矩形波パルス）の周波数が、例えば、１ｋＨｚであるとした場合に、信号のデューティ比の分解能を５％以内とする（例えば、デューティ比が５％、あるいは９５％の信号を正しく認識する）ためには、１ｋＨｚの５％である、２０μｓ以下のパルス幅の信号を正しく認識する必要がある。
【０００９】
すなわち、図１３に示すようなフォトカプラ３０３の回路では、出力端の信号の立ち上がり時間が長いため、立ち上がり時間を短くするためには、出力抵抗を小さくする必要があるが、出力抵抗を小さくすると出力抵抗での電力消費が増大し、現実的ではない。一方で、電力消費を抑えるために出力抵抗を大きな値にすると、出力端の立ち上がり時間が長くなり、所望の信号分解能を得ることができない。
【００１０】
また、図１３に示すようなフォトカプラ３０３の回路では、ＬＥＤ３０４に流れる電流Ｉｆを小さくすると、ＬＥＤ３０４に流れる電流Ｉｆに対するフォトトランジスタ３０５に流れる電流Ｉｃの比である電流伝達率（ＣＴＲ：Current Transfer Ratio）が小さくなるため、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル）まで低下しない。さらに、電流Ｉｆを小さくするとＣＴＲが小さくなるだけでなく、Ｉｃ＝ＣＴＲ×Ｉｆであるため、Ｉｃはさらに小さくなる。このため、ＬＥＤ３０４に流れる電流Ｉｆを小さくすることができず、フォトカプラ３０３に対して信号を出力する回路（例えば、調光信号を出力する回路）の出力電力が大きくなるという問題もあった。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電力消費を抑制しつつ所望の信号分解能を得ることができる信号伝達回路、該信号伝達回路を備える電源ユニット及び該電源ユニットを備える照明装置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】
【００１２】
本発明に係る信号伝達回路は、フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、該電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第１電流電圧変換部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、当該電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第１電流電圧変換部とを備える。そして、第１電流電圧変換部で変換した電圧を信号判別部に伝達する。信号判別部は、例えば、信号伝達回路が出力する信号を受信する回路である。信号判別部としては、例えば、マイクロコンピュータ（マイコン）などの信号を判別する機能を有するものである。フォトトランジスタに直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタの出力側にフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第１電流電圧変換部とを備えることにより、フォトトランジスタに流れる電流を小さくして、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、出力信号（出力電圧）の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗を大きな値（例えば、１ｋΩ、１０ｋΩなど）にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、電流増幅部を備えるので、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができ（フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ）、さらに、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル、接地レベル）まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路（例えば、調光信号を出力する回路）の出力電力を小さくすることができ、１つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る信号伝達回路は、フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部と、該第２電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、フォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部と、当該第２電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部とを備える。そして、電圧増幅部で増幅した電圧を信号判別部に伝達する。信号判別部は、例えば、信号伝達回路が出力する信号を受信する回路である。信号判別部としては、例えば、マイクロコンピュータ（マイコン）などの信号を判別する機能を有するものである。フォトトランジスタに直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部と、第２電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部とを備えることにより、フォトトランジスタに流れる電流を小さくして、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、出力信号（出力電圧）の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗を大きな値（例えば、１ｋΩ、１０ｋΩなど）にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部を備えるので、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができ（フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ）、さらに、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル、接地レベル）まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路（例えば、調光信号を出力する回路）の出力電力を小さくすることができ、１つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。
【００１６】
本発明に係る信号伝達回路は、前記電流増幅部は、前記フォトトランジスタに直列に接続した第１のトランジスタと、前記フォトトランジスタと前記第１のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第２のトランジスタとを有し、前記第１電流電圧変換部は、前記第２のトランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、電流増幅部は、フォトトランジスタに直列に接続した第１のトランジスタと、当該フォトトランジスタと第１のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第２のトランジスタとを有する。第１電流電圧変換部は、第２のトランジスタに直列に接続した抵抗を有する。第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、それぞれＮＰＮ型のトランジスタでもよく、ＰＮＰ型のトランジスタでもよく、ＮチャネルＦＥＴでもよく、あるいは、ＰチャネルＦＥＴでもよい。ＮＰＮ型のトランジスタの場合、第１のトランジスタのコレクタをフォトトランジスタに接続し、第２のトランジスタのベースをフォトトランジスタと第１のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第２のトランジスタのコレクタに抵抗を接続してある。また、ＰＮＰ型のトランジスタの場合、第１のトランジスタのコレクタをフォトトランジスタに接続し、第２のトランジスタのベースをフォトトランジスタと第１のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第２のトランジスタのコレクタに抵抗を接続してある。また、ＮチャネルＦＥＴの場合、第１のトランジスタのドレインをフォトトランジスタに接続し、第２のトランジスタのゲートをフォトトランジスタと第１のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第２のトランジスタのドレインに抵抗を接続してある。また、ＰチャネルＦＥＴの場合、第１のトランジスタのドレインをフォトトランジスタに接続し、第２のトランジスタのゲートをフォトトランジスタと第１のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第２のトランジスタのドレインに抵抗を接続してある。
【００１８】
第１及び第２のトランジスタが、ＮＰＮ型又はＮチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタと直列に接続された第１のトランジスタと、フォトトランジスタと第１のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第２のトランジスタとを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）であり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、第１のトランジスタがオン状態となることにより、０．７Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．３Ｖとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル（例えば、０Ｖ）になるので、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約５．０Ｖとなり、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００１９】
また、第１及び第２のトランジスタが、ＰＮＰ型又はＰチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタと直列に接続された第１のトランジスタと、フォトトランジスタと第１のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第２のトランジスタとを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル（例えば、０Ｖ）であり、フォトトランジスタのコレクタの電圧が、第１のトランジスタがオン状態となることにより、電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）−０．７Ｖ＝約４．３Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．３Ｖ（電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）−０．７Ｖ）となる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００２０】
また、第１電流電圧変換部としての抵抗に直列に接続した第２のトランジスタの出力容量（例えば、コレクタ・ベース間の容量）は、フォトトランジスタの出力容量に比べて２〜３桁程度小さいので、第２のトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、第１及び第２のトランジスタにより、出力抵抗に流れる電流を増幅させることができるので、出力抵抗を大きな値（例えば、１ｋΩ、１０ｋΩなど）にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。
【００２１】
本発明に係る信号伝達回路は、前記第１及び第２のトランジスタそれぞれに抵抗を直列に接続してあることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタそれぞれに抵抗（それぞれ第１及び第２の抵抗と称する）を直列に接続してある。第１の抵抗の抵抗値を大きくすると第２のトランジスタに対するバイアス電圧を大きくすることができるので、電流増幅部の電流増幅率を大きくすることができる。第１及び第２の抵抗の値を適宜設定することにより、所望の電流増幅率を得ることができる。また、電流増幅率を可変することができるので、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくした場合に、電流伝達率（ＣＴＲ）が低下したとしても、出力抵抗には十分な電流を流すことができ、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル、接地レベル）まで低下しないという問題を防止することができる。また、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部装置（例えば、調光信号を出力する調光器など）の出力電力を小さくすることができ、１つの外部装置で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。
【００２３】
本発明に係る信号伝達回路は、前記電流増幅部は、前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子と、前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタとを有し、前記第１電流電圧変換部は、前記トランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、電流増幅部は、フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子と、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタとを有する。また、第１電流電圧変換部は、当該トランジスタに直列に接続した抵抗を有する。トランジスタは、ＮＰＮ型のトランジスタでもよく、ＰＮＰ型のトランジスタでもよく、ＮチャネルＦＥＴでもよく、あるいは、ＰチャネルＦＥＴでもよい。ＮＰＮ型トランジスタの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、ＰＮＰ型トランジスタの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、ＮチャネルＦＥＴ又はＰチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにゲートを接続してあり、抵抗にドレインを接続してある。
【００２５】
電流増幅部のトランジスタが、ＮＰＮ型又はＮチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）であり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、第２の素子であるトランジスタがオン状態となることにより、０．７Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は略４．３Ｖとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、０Ｖ)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列に抵抗素子を接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。
【００２６】
また、電流増幅部のトランジスタが、ＰＮＰ型又はＰチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧は接地レベル（例えば、０Ｖ）であり、フォトトランジスタのコレクタの電圧が、第２の素子であるトランジスタがオン状態となることにより、電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）−０．７Ｖ＝約４．３Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．３Ｖ（電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）−０．７Ｖ）となる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列に抵抗素子を接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。
【００２７】
また、第１電流電圧変換部である抵抗に直列に接続したトランジスタの出力容量（例えば、コレクタ・エミッタ間の容量）は、フォトトランジスタの出力容量に比べて２〜３桁程度小さいので、トランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００２８】
本発明に係る信号伝達回路は、前記第２電流電圧変換部は、前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子を有し、前記電圧増幅部は、基準電圧源と、前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードに一の入力端を接続してあり、前記基準電圧源に他の入力端を接続した演算増幅器とを有することを特徴とする。
【００２９】
本発明にあっては、第２電流電圧変換部は、フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子を有する。また、電圧増幅部は、基準電圧源と、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードに一の入力端を接続してあり、基準電圧源に他の入力端を接続した演算増幅器とを有する。例えば、フォトトランジスタのコレクタを電源電圧ＶＣＣに接続し、フォトトランジスタのエミッタに第２電流電圧変換部の抵抗素子を接続し、演算増幅器の一の入力端（例えば、非反転入力端）をフォトトランジスタのエミッタと当該抵抗素子との接続ノードに接続する。複数の分圧抵抗の他端に電源電圧ＶＣＣに接続し、演算増幅器の他の入力端（例えば、反転入力端）を分圧抵抗同士の接続ノードに接続する。すなわち、演算増幅器の他の入力端（例えば、反転入力端）には、電源電圧ＶＣＣを分圧抵抗で分圧された電圧が基準電圧源の基準電圧として印加される。なお、基準電圧源は、電源電圧を分圧抵抗で分圧する構成に限定されず、直接基準電圧源を演算増幅器の他の入力端に接続する構成でもよい。
【００３０】
演算増幅器は、入力端の電位差が０．１Ｖ程度でも動作するので、例えば、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧が電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）となり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、０．１Ｖ程度とすることができ、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．９Ｖとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、０Ｖ)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．１Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を一層高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００３１】
本発明に係る信号伝達回路は、前記第２電流電圧変換部は、前記抵抗素子と並列に接続したダイオードを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明にあっては、第２電流電圧変換部は、抵抗素子と並列に接続したダイオードを有する。ダイオードを備えることにより、例えば、フォトトランジスタのエミッタの電圧をダイオードの順方向電圧程度の電圧でクリップ（制限）することができ、フォトトランジスタがオフ状態となった場合に、フォトトランジスタのエミッタの電圧が電源電圧まで上昇することを防止することができる。
【００３３】
本発明に係る信号伝達回路は、前記基準電圧源は、電源電圧源と、該電源電圧源に直列に接続された複数の分圧抵抗とを有し、前記分圧抵抗同士の接続ノードに、前記演算増幅器の他の入力端が接続されてあることを特徴とする。
【００３４】
本発明にあっては、分圧抵抗を用いて基準電圧を生成することができるので、分圧抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、所望の基準電圧で演算増幅器を動作させることができる。
【００３５】
本発明に係る信号伝達回路は、前記第２電流電圧変換部は、前記フォトトランジスタに直列に接続したダイオードを有し、前記電圧増幅部は、前記フォトトランジスタと前記ダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと、該トランジスタに直列に接続した抵抗とを有することを特徴とする。
【００３６】
本発明にあっては、第２電流電圧変換部は、フォトトランジスタに直列に接続したダイオードを有する。また、電圧増幅部は、フォトトランジスタと当該ダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと、当該トランジスタに直列に接続した抵抗とを有する。なお、より具体的には、フォトトランジスタに直列に接続したダイオードが複数ある（複数直列接続したダイオードがある）場合、フォトトランジスタと当該ダイオードとの接続ノードに抵抗を介してトランジスタのベース又はゲートを接続する。トランジスタは、ＮＰＮ型のトランジスタでもよく、ＰＮＰ型のトランジスタでもよく、ＮチャネルＦＥＴでもよく、あるいは、ＰチャネルＦＥＴでもよい。ＮＰＮ型トランジスタの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、ＰＮＰ型トランジスタの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、ＮチャネルＦＥＴ又はＰチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにゲートを接続してあり、抵抗にドレインを接続してある。
【００３７】
電圧増幅部のトランジスタが、ＮＰＮ型又はＮチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧が電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）となり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、ダイオードがオン状態となることにより、１．４Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約３．６Ｖとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、０Ｖ)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約１．４Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列にダイオードを接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。
【００３８】
また、電圧増幅部のトランジスタが、ＰＮＰ型又はＰチャネルＦＥＴの場合、フォトトランジスタと第１の素子であるダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル（例えば、０Ｖ）であり、フォトトランジスタのコレクタの電圧が、第２の素子であるトランジスタがオン状態となることにより、電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）−１．４Ｖ＝３．６Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約３．６Ｖ（電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）−１．４Ｖ）となる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約１．４Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列にダイオードを接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。
【００３９】
また、電圧増幅部において、抵抗に直列に接続したトランジスタの出力容量（例えば、コレクタ・エミッタ間の容量）は、フォトトランジスタの出力容量に比べて２〜３桁程度小さいので、トランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００４０】
本発明に係る電源ユニットは、前述の発明のいずれか１つに係る信号伝達回路と、該信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源へ供給する電力を制御する電力制御部とを備えることを特徴とする。
【００４１】
本発明にあっては、信号伝達回路と、信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源へ供給する電力を制御する電力制御部とを備える。これにより、電力消費を抑制しつつ調光信号の分解能を大きくして所望の分解能を得ることができる電源ユニットを実現することができる。
【００４２】
本発明に係る電源ユニットは、前記信号伝達回路は、外部調光器からのＰＷＭ信号を受信し、該ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて光源へ供給する電力を１０％以下に制御することを特徴とする。
【００４３】
本発明にあっては、信号伝達回路は、外部調光器からのＰＷＭ信号を受信し、受信したＰＷＭ信号のデューティ比に応じて光源へ供給する電力を１０％以下に制御する。これにより、光源の出力を１０％以下の分解能で制御することができる。
【００４４】
本発明に係る照明装置は、光源と、前述の発明に係る電源ユニットとを備えることを特徴とする。
【００４５】
本発明にあっては、光源と、電源ユニットとを備える。これにより、電力消費を抑制しつつ調光信号の分解能を大きくして所望の分解能を得ることができる照明装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができる。さらに、電力消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態の照明装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の信号伝達回路の第１例を示す回路図である。
【図３】本実施の形態の信号伝達回路の第１例を示す回路図である。
【図４】本実施の形態の信号伝達回路のフォトカプラの入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。
【図５】本実施の形態の信号伝達回路の第２例を示す回路図である。
【図６】本実施の形態の信号伝達回路の第２例を示す回路図である。
【図７】本実施の形態の信号伝達回路の第３例を示す回路図である。
【図８】本実施の形態の信号伝達回路の第３例を示す回路図である。
【図９】本実施の形態の信号伝達回路の第４例を示す回路図である。
【図１０】本実施の形態の信号伝達回路の第５例を示す回路図である。
【図１１】本実施の形態の信号伝達回路の第６例を示す回路図である。
【図１２】本実施の形態の信号伝達回路の第７例を示す回路図である。
【図１３】従来のフォトカプラを備える回路の一例を示す回路図である。
【図１４】従来のフォトカプラの入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の照明装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、照明装置１００は、電源ユニット８０、光源９０などを備える。
【００４９】
光源９０は、例えば、１個のＬＥＤモジュール、あるいは直列接続された複数のＬＥＤモジュールを備える。なお、光源９０は、複数のＬＥＤが直列接続された一群のＬＥＤを１つ備えるものでもよく、あるいは一群のＬＥＤを複数並列に接続した構成でよい。また、光源９０は、ＬＥＤモジュールに限定されるものではなく、ＥＬ（Electro-Luminescence）等の他の光源であってもよい。
【００５０】
電源ユニット８０は、交流電源からのノイズを除去するとともに、電源ユニット８０で発生するノイズが電源ラインを通じて外部へ伝搬するのを防止するためのノイズフィルタ１０、交流電源からの交流電圧を整流する整流回路１１、整流後の電圧を昇圧するとともに、力率を改善するためのＰＦＣ（Power Factor Control）昇圧回路１２、ＰＷＭ制御回路を有し光源９０に供給するための所要の電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータ１３、光源９０を調光する調光信号を外部（例えば、調光器、リモートコントロールなど）から受信する信号伝達回路３０、光源９０に流れる電流を検出する電流検出部１５、電源ユニット８０の動作を制御するとともに、光源９０に供給する電力（電流）を制御するマイクロコンピュータ１４などを備える。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３及びマイクロコンピュータ１４は、光源９０へ供給する電力を制御する電力制御部として機能する。
【００５１】
信号判別部としてのマイクロコンピュータ１４は、信号伝達回路３０が伝達（出力）した調光信号（出力信号）を取得し、取得した調光信号に応じたＰＷＭ信号をＤＣ−ＤＣコンバータ１３へ出力する。信号判別部は、例えば、信号伝達回路３０が出力する調光信号を受信するとともに、受信した調光信号を判別する回路である。
【００５２】
調光信号は、例えば、周波数が１ｋＨｚの矩形状のパルス波形であり、調光信号のデューティ比に応じて光源９０を調光することができる。例えば、調光信号のデューティ比を１０％〜９０％の範囲で変化させた場合に、調光レベルを１００％〜１０％の範囲で変化させることができ、調光信号のデューティ比を９５％にしたときに、光源９０を消灯させることができる。
【００５３】
図２及び図３は本実施の形態の信号伝達回路３０の第１例を示す回路図である。図２に示す信号伝達回路３０は、図３に示す信号伝達回路３０と同様の構成をなし、等価な回路構成であるが、図２の信号伝達回路３０は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４０、及び電流増幅部４０で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部５０などを備えるものとみることができる。一方、図３の信号伝達回路３０は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部６０、及び電流電圧変換部６０で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７０などを備えるものとみることができる。
【００５４】
まず、図２について説明する。図２に示すように、４つのダイオード２０４、２０５、２０６、２０７で構成されたダイオードブリッジにより、抵抗２０１と抵抗２０８で分圧された調光信号、あるいは、抵抗２０２と抵抗２０８で分圧された調光信号がフォトカプラ２１のＬＥＤ２１１に入力される。ダイオードブリッジを備えることにより、調光信号の極性が正又は負に逆転しても、ＬＥＤ２１１に調光信号を入力することができる。また、入力端の間には、サージアブソーバ２０３を接続することにより、フォトカプラ２１を保護している。
【００５５】
信号伝達回路３０は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４０、電流増幅部４０で増幅した電流を電圧に変換する第１電流電圧変換部としての電流電圧変換部５０などを備える。そして、電流電圧変換部５０で変換した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。
【００５６】
電流増幅部４０は、トランジスタ２２１、２３１、抵抗２２２、２３２を備える。また、電流電圧変換部５０は、抵抗２４を備える。抵抗２４は、フォトトランジスタ２１２の出力側の出力抵抗に相当する。なお、電流電圧変換部５０は、抵抗に限定されるものではなく、ダイオード、あるいはツェナーダイオード等であってもよい。
【００５７】
フォトトランジスタ２１２に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ２１２の出力側にフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４０と、電流増幅部４０で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部５０とを備えることにより、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を小さくして、出力端Ｖｏｕｔの出力信号（出力電圧）の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。
【００５８】
また、出力信号（出力電圧）の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗（抵抗２４）を大きな値（例えば、１ｋΩ、１０ｋΩなど）にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。
【００５９】
また、電流増幅部４０を備えるので、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができ（フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ）、さらに、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル、接地レベル）まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路（例えば、調光信号を出力する回路）の出力電力を小さくすることができ、１つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。以下、ＧＮＤレベルと接地レベルとは同義である。
【００６０】
以下、図２の構成について詳細に説明する。フォトトランジスタ２１２のコレクタ４には電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）を接続してあり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３には、電流増幅部４０のトランジスタ２２１のコレクタを接続してある。トランジスタ２２１のエミッタには抵抗２２２を接続してあり、抵抗２２２の他端は接地レベルに接続してある。
【００６１】
電源電圧ＶＣＣには、電流電圧変換部５０としての抵抗２４を接続してあり、抵抗２４には、電流増幅部４０のトランジスタ２３１のコレクタを接続してある。トランジスタ２３１のエミッタには抵抗２３２を接続してあり、抵抗２３２の他端は接地レベルに接続してある。なお、図２の構成において、抵抗２２２、２３２は省略することもできる。
【００６２】
トランジスタ２２１のベースにトランジスタ２３１のベースを接続するとともに、トランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とトランジスタ２２１のコレクタとの接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ２３１のコレクタに出力端Ｖｏｕｔを設けてある。なお、図２に示すように、トランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とトランジスタ２２１のコレクタとの接続ノードに直接接続する構成でもよく、あるいは、抵抗又はトランジスタ等の素子を介してトランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とトランジスタ２２１のコレクタとの接続ノードに接続してもよい。
【００６３】
フォトトランジスタ２１２と直列に接続されたトランジスタ２２１と、フォトトランジスタ２１２とトランジスタ２２１との接続ノードにベースを接続したトランジスタ２３１とを備えることにより、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４の電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）であり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧が、第１のトランジスタ２２１がオン状態となることにより、０．７Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．３Ｖとなる。そして、調光信号がローレベルとなって、ＬＥＤ２１１に印加されていた矩形状のパルス波形が０Ｖに下がると、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となり、フォトトランジスタ２１２のエミッタの電圧は接地レベル（例えば、０Ｖ）になるのでフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約５．０Ｖとなる。すなわち、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００６４】
所望の信号分解能とは、例えば、調光信号のデューティ比が５％、あるいは９５％である状態を正しく認識することができる程度の分解能であり、調光信号の周波数を１ｋＨｚとすると、１ｋＨｚの５％である、２０μｓの時間幅のパルス波形を正しく認識することができる程度を意味する。つまりは、出力端Ｖｏｕｔからの出力信号（出力電圧）の立ち上がり時間が２０μｓ以内である場合に、所望の分解能を得ることができる。
【００６５】
次に、図３について説明する。図３に示す信号伝達回路３０は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部としての電流電圧変換部６０、電流電圧変換部６０で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７０など備える。そして、電圧増幅部７０で増幅した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。
【００６６】
電流電圧変換部６０は、トランジスタ２２１、抵抗２２２などを備える。また、電圧増幅部７０は、トランジスタ２３１、抵抗２３２、抵抗２４などを備える。
【００６７】
フォトトランジスタ２１２に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部６０と、電流電圧変換部６０で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７０とを備えることにより、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を小さくして、出力端Ｖｏｕｔの出力信号（出力電圧）の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。
【００６８】
また、出力信号（出力電圧）の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗（抵抗２４）を大きな値（例えば、１ｋΩ、１０ｋΩなど）にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。
【００６９】
また、電流電圧変換部６０で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７０を備えるので、フォトカプラ２１のＬＥＤ２１１に流れる電流を小さくすることができ（フォトカプラ２１の入力抵抗を大きくすることができ）、さらに、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル）まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラ２１のＬＥＤ２１１に流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラ２１に対して信号を出力する外部回路（例えば、調光信号を出力する回路）の出力電力を小さくすることができ、１つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。
【００７０】
以下、図３の構成について詳細に説明する。フォトトランジスタ２１２のコレクタ４には電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）を接続してあり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３には、電流電圧変換部６０のトランジスタ２２１のコレクタを接続してある。トランジスタ２２１のエミッタには抵抗２２２を接続してあり、抵抗２２２の他端は接地レベルに接続してある。
【００７１】
電圧増幅部７０は、電源電圧ＶＣＣに抵抗２４を接続してあり、抵抗２４には、トランジスタ２３１のコレクタを接続してある。トランジスタ２３１のエミッタには抵抗２３２を接続してあり、抵抗２３２の他端は接地レベルに接続してある。なお、図３の構成においても、抵抗２２２、２３２は省略することもできる。
【００７２】
電流電圧変換部６０のトランジスタ２２１のベースにトランジスタ２３１のベースを接続するとともに、トランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とトランジスタ２２１のコレクタとの接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ２３１のコレクタに出力端Ｖｏｕｔを設けてある。
【００７３】
フォトトランジスタ２１２と直列に接続されたトランジスタ２２１と、フォトトランジスタ２１２とトランジスタ２２１との接続ノードにベースを接続したトランジスタ２３１とを備えることにより、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４の電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）であり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧が、第１のトランジスタ２２１がオン状態となることにより、０．７Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．３Ｖとなる。そして、調光信号がローレベルとなって、ＬＥＤ２１１に印加されていた矩形状のパルス波形が０Ｖに下がると、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となり、フォトトランジスタ２１２のエミッタの電圧は接地レベル（例えば、０Ｖ）になるのでフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約５．０Ｖとなる。すなわち、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００７４】
図４は本実施の形態の信号伝達回路３０のフォトカプラの入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。図４に示すように、入力端Ｖｉｎに印加される信号（矩形状のパルス信号）が時刻ｔ２で立ち下がった場合、ＬＥＤ２１１に流れていた電流が０となり、フォトトランジスタ２１２はオン状態からオフ状態へ遷移し、出力端Ｖｏｕｔの電圧が上昇する。
【００７５】
図１３に例示した従来の構成にあっては、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約５Ｖ上昇するため、コレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するのに長時間（例えば、１００μｓ程度）要した。本実施の形態では、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇する必要がない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間Δｔ２が短くなり（例えば、１０μｓ程度）、出力信号の立ち上がりを高速化することができる。
【００７６】
上述のように、出力信号の応答速度（立ち上がり時間）を高速化することができるので、例えば、調光信号のデューティ比が９５％以上となった場合に、光源９０を消灯させるという機能を照明装置１００に組み込むことができ、例えば、人感センサを搭載した照明装置では、人が照明装置の近くにいないときに、消灯することができ、照明装置の電力消費を低減することができ、省エネ機能を備えた照明装置を実現することができる。
【００７７】
また、図２及び図３に示すように、トランジスタ２２１及びトランジスタ２３１それぞれに抵抗２２２、２３２を直列に接続することもできる。この場合、抵抗２２２の抵抗値を大きくするとトランジスタ２３１に対するバイアス電圧を大きくすることができるので、電流増幅率を大きくすることができる。すなわち、抵抗２２２、２３２の抵抗値を適宜設定することにより、所望の電流増幅率を得ることができる。
【００７８】
また、電流増幅率を可変することができるので、フォトカプラ２１のＬＥＤ２１１に流れる電流を小さくした場合に、フォトカプラ２１の電流伝達率（ＣＴＲ）が低下したとしても、フォトトランジスタ２１２の出力側の抵抗２４には十分な電流を流すことができ、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル）まで低下しないという問題を防止することができる。また、フォトカプラ２１のＬＥＤ２１１に流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部装置（例えば、調光信号を出力する調光器など）の出力電力を小さくすることができ、１つの外部装置で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。
【００７９】
図２及び図３の例では、トランジスタ２２１、２３１は、ＮＰＮ型のトランジスタであったが、トランジスタはＮＰＮ型トランジスタに限定されるものではない。例えば、トランジスタ２２１、２３１として、ＮチャネルＦＥＴを用いることができる。ＮチャネルＦＥＴを用いる場合には、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４には電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）を接続してあり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３には、ＮチャネルＦＥＴ２２１のドレインを接続してある。ＮチャネルＦＥＴ２２１のソースには抵抗２２２を接続してあり、抵抗２２２の他端は接地レベルに接続してある。
【００８０】
電源電圧ＶＣＣには、抵抗２４を接続してあり、抵抗２４には、ＮチャネルＦＥＴ２３１のドレインを接続してある。ＮチャネルＦＥＴ２３１のソースには抵抗２３２を接続してあり、抵抗２３２の他端は接地レベルに接続してある。
【００８１】
ＮチャネルＦＥＴ２２１のゲートにＮチャネルＦＥＴ２３１のゲートを接続するとともに、ＮチャネルＦＥＴ２３１のゲートをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とＮチャネルＦＥＴ２２１のドレインとの接続ノードに接続してある。そして、ＮチャネルＦＥＴ２３１のドレインに出力端Ｖｏｕｔを設けてある。ＮチャネルＦＥＴを用いた場合の動作は、ＮＰＮ型トランジスタの場合と同様であるので省略する。
【００８２】
また、前述のトランジスタ２２１、２３１に代えて、ＰＮＰ型トランジスタを用いることもできる。図５及び図６は本実施の形態の信号伝達回路３１の第２例を示す回路図である。図５に示す信号伝達回路３１は、図６に示す信号伝達回路３１と同様の構成をなし、等価な回路構成であるが、図５の信号伝達回路３１は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４１、及び電流増幅部４１で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部５１などを備えるものとみることができる。一方、図６の信号伝達回路３１は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部６１、及び電流電圧変換部６１で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７１などを備えるものとみることができる。
【００８３】
まず、図５について説明する。信号伝達回路３１は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４１、電流増幅部４１で増幅した電流を電圧に変換する第１電流電圧変換部としての電流電圧変換部５１などを備える。そして、電流電圧変換部５１で変換した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。
【００８４】
電流増幅部４１は、ＰＮＰ型トランジスタであるトランジスタ２２７、２３５、抵抗２２６、２３６を備える。また、電流電圧変換部５１は、抵抗２４を備える。抵抗２４は、フォトトランジスタ２１２の出力側の出力抵抗に相当する。なお、電流電圧変換部５１は、抵抗に限定されるものではなく、ダイオード、あるいはツェナーダイオード等であってもよい。
【００８５】
図５の構成においても、図２の構成と同様に、出力端Ｖｏｕｔの出力信号（出力電圧）の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、フォトカプラ２１の入力抵抗を大きくすることができ、さらに、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル）まで低下しないという問題も解消することができる。また、１つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。
【００８６】
以下、図５の構成について詳細に説明する。電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）には、抵抗２２６の一端を接続し、抵抗２２６の他端には、トランジスタ２２７のエミッタを接続してある。トランジスタ２２７のコレクタは、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４に接続してあり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３は接地レベルに接続してある。
【００８７】
また、電源電圧ＶＣＣには、抵抗２３６の一端を接続してあり、抵抗２３６の他端にはトランジスタ２３５のエミッタを接続してある。トランジスタ２３５のコレクタには、電流電圧変換部５１としての抵抗２４の一端を接続してあり、抵抗２４の他端は接地レベルに接続してある。トランジスタ２２７のベースには、トランジスタ２３５のベースを接続してあり、トランジスタ２３５のベースは、フォトトランジスタ２１２のコレクタとトランジスタ２２７のコレクタとの接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ２３５のコレクタに出力端Ｖｏｕｔを設けてある。
【００８８】
フォトトランジスタ２１２と直列に接続されたトランジスタ２２７と、フォトトランジスタ２１２とトランジスタ２２７との接続ノードにベースを接続したトランジスタ２３５とを備えることにより、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、トランジスタ２２７がオン状態となることにより、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４の電圧が略４．３Ｖとなり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧は接地レベル（０Ｖ）であるから、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．３Ｖ（電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）-０．７Ｖ）となる。そして、調光信号がローレベルとなって、ＬＥＤ２１１に印加されていた矩形状のパルス波形が０Ｖに下がると、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となり、フォトトランジスタ２１２のコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）となる。すなわち、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【００８９】
次に、図６について説明する。図６に示す信号伝達回路３１は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部としての電流電圧変換部６１、電流電圧変換部６１で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７１など備える。そして、電圧増幅部７１で増幅した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。
【００９０】
電流電圧変換部６１は、ＰＮＰ型トランジスタであるトランジスタ２２７、抵抗２２６などを備える。また、電圧増幅部７１は、ＰＮＰ型トランジスタであるトランジスタ２３５、抵抗２３６、抵抗２４などを備える。
【００９１】
図６の構成においても、図３の構成と同様に、出力端Ｖｏｕｔの出力信号（出力電圧）の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、フォトカプラ２１の入力抵抗を大きくすることができ、さらに、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル）まで低下しないという問題も解消することができる。また、１つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。なお、図６の構成は、図５の構成と等価であるので、詳細な説明は省略する。
【００９２】
図５及び図６の例では、ＰＮＰ型のトランジスタを備える構成であったが、トランジスタはＰＮＰ型トランジスタに限定されるものではない。例えば、ＰチャネルＦＥＴを用いることができる。ＰチャネルＦＥＴを用いる場合には、トランジスタのベース、コレクタ、エミッタをそれぞれゲート、ドレイン、ソースと読み替えればよい。また、ＰチャネルＦＥＴを用いる場合の動作はＰＮＰ型トランジスタの場合と同様である。
【００９３】
図２、図３、図５及び図６の例では、抵抗２４に直列に接続したトランジスタ２３１、２３５の出力容量（例えば、コレクタ・エミッタ間の容量）は、フォトトランジスタ２１２の出力容量に比べて２〜３桁程度小さいので、トランジスタ２３１、２３５がオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、トランジスタ２２１、２２７及びトランジスタ２３１、２３５により、抵抗２４に流れる電流を増幅させることができるので、抵抗２４を大きな値（例えば、１ｋΩ、１０ｋΩなど）にすることができ、抵抗２４での電力消費を低減することができる。
【００９４】
図７及び図８は本実施の形態の信号伝達回路３２の第３例を示す回路図である。図７に示す信号伝達回路３２は、図８に示す信号伝達回路３２と同様の構成をなし、等価な回路構成であるが、図７の信号伝達回路３２は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４２、及び電流増幅部４２で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部５０などを備えるものとみることができる。一方、図８の信号伝達回路３２は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部６２、及び電流電圧変換部６２で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７０などを備えるものとみることができる。
【００９５】
まず、図７について説明する。図７の信号伝達回路３２は、フォトカプラ２１のフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４２、及び電流増幅部４２で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部５０などを備える。そして、電流電圧変換部５０で変換した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。
【００９６】
電流増幅部４２は、トランジスタ２３１、抵抗２２３、２３２を備える。また、電流電圧変換部５０は、抵抗２４を備える。抵抗２４は、フォトトランジスタ２１２の出力側の出力抵抗に相当する。なお、電流電圧変換部５０は、抵抗に限定されるものではなく、ダイオード、あるいはツェナーダイオード等であってもよい。図２の第１例との相違点は、トランジスタ２２１に代えて抵抗（抵抗素子）２２３を用いる点である。なお、図２の抵抗２２２は具備しない。
【００９７】
フォトトランジスタ２１２に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ２１２の出力側にフォトトランジスタ２１２に流れる電流を増幅する電流増幅部４２と、電流増幅部４２で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部５０とを備えることにより、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を小さくして、出力端Ｖｏｕｔの出力信号（出力電圧）の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。
【００９８】
また、出力信号（出力電圧）の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗（抵抗２４）を大きな値（例えば、１ｋΩ、１０ｋΩなど）にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。
【００９９】
また、電流増幅部４２を備えるので、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができ（フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ）、さらに、出力端Ｖｏｕｔの電圧レベルがローレベル（ＧＮＤレベル）まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのＬＥＤに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路（例えば、調光信号を出力する回路）の出力電力を小さくすることができ、１つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。
【０１００】
図７に示すように、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４には電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）を接続してあり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３には、抵抗２２３の一端を接続してある。抵抗２２３の他端は接地レベルに接続してある。
【０１０１】
電源電圧ＶＣＣには、電流電圧変換部５０としての抵抗２４の一端を接続してあり、抵抗２４の他端には、トランジスタ２３１のコレクタを接続してある。トランジスタ２３１のエミッタには抵抗２３２の一端を接続してあり、抵抗２３２の他端は接地レベルに接続してある。
【０１０２】
トランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３と抵抗２２３との接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ２３１のコレクタに出力端Ｖｏｕｔを設けてある。なお、図７に示すように、トランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３と抵抗２２３との接続ノードに直接接続する構成でもよく、あるいは、抵抗又はトランジスタ等の素子を介してトランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３と抵抗２２３との接続ノードに接続してもよい。
【０１０３】
フォトトランジスタ２１２と抵抗２２３との接続ノードにベースを接続したトランジスタ２３１を備えることにより、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、フォトトランジスタ２１２のコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）であり、フォトトランジスタ２１２のエミッタの電圧が、トランジスタ２３１がオン状態となることにより、０．７Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は略４．３Ｖとなる。そして、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となると、フォトトランジスタ２１２のエミッタの電圧は接地レベル（０Ｖ）になり、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は略５．０Ｖとなるので、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタ２１２に直列に抵抗２２３を接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。
【０１０４】
次に、図８について説明する。図８の信号伝達回路３２は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部としての電流電圧変換部６２、電流電圧変換部６２で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７０など備える。そして、電圧増幅部７０で増幅した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。
【０１０５】
電流電圧変換部６２は、抵抗２２３を備える。また、電圧増幅部７０は、図３の構成と同様に、トランジスタ２３１、抵抗２３２、抵抗２４などを備える。
【０１０６】
フォトトランジスタ２１２に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部６２と、電流電圧変換部６２で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７０とを備えることにより、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を小さくして、出力端Ｖｏｕｔの出力信号（出力電圧）の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。
【０１０７】
図７及び図８の第３例では、ＮＰＮ型のトランジスタを用いる構成であるが、ＮＰＮ型のトランジスタに代えて、ＮチャネルＦＥＴを用いることもできる。ＮチャネルＦＥＴを用いる場合には、トランジスタのベース、コレクタ、エミッタをそれぞれゲート、ドレイン、ソースと読み替えればよい。
【０１０８】
また、図７及び図８のＮＰＮ型のトランジスタに代えて、ＰＮＰ型のトランジスタを用いることもできる。ＰＮＰ型のトランジスタを用いる場合は、図５に例示した構成のトランジスタ２２７及び抵抗２２６を抵抗に置き換えればよい。
【０１０９】
ＰＮＰ型のトランジスタを用いる場合、図５又は図６の構成と同様に、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４の電圧は略４．３Ｖであり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧は接地レベル（０Ｖ）であるから、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．３Ｖ（電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）-０．７Ｖ）となる。そして、調光信号がローレベルとなって、ＬＥＤ２１１に印加されていた矩形状のパルス波形が０Ｖに下がると、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となり、フォトトランジスタ２１２のコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）となる。すなわち、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、ＰＮＰ型のトランジスタに代えてＰチャネルＦＥＴを用いることもできる。なお、フォトトランジスタ２１２のエミッタの電圧は接地レベル（０Ｖ）である。
【０１１０】
図７及び図８の構成においても、抵抗２４に直列に接続したトランジスタ２３１の出力容量（例えば、コレクタ・エミッタ間の容量）は、フォトトランジスタ２１２の出力容量に比べて２〜３桁程度小さいので、トランジスタ２３１がオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【０１１１】
図９は本実施の形態の信号伝達回路３３の第４例を示す回路図である。図９の信号伝達回路３３は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部としての電流電圧変換部６２、電流電圧変換部６２で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７３など備える。そして、電圧増幅部７３で増幅した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。
【０１１２】
電流電圧変換部６２は、抵抗２２３を備える。また、電圧増幅部７３は、基準電圧源としての抵抗２４、２３３、及びフォトトランジスタ２１２と抵抗素子２２３との接続ノードに一の入力端を接続してあり、基準電圧源としての抵抗２４と抵抗２３３との接続ノードに他の入力端を接続した演算増幅器２３４などを有する。抵抗２４、２３３は、電源電圧ＶＣＣを分圧する分圧抵抗である。
【０１１３】
図９に示すように、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４を電源電圧ＶＣＣに接続し、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３に抵抗２２３の一端を接続し、抵抗２２３の他端を接地レベルに接続してある。分圧抵抗である抵抗２４の他端に電源電圧ＶＣＣに接続し、抵抗２４の一端に抵抗２３３の一端を接続してある。抵抗２３３の他端は接地レベルに接続してある。
【０１１４】
そして、演算増幅器２３４の一の入力端（例えば、非反転入力端）をフォトトランジスタ２１２のエミッタと抵抗２２３との接続ノードに接続する。演算増幅器２３４の他の入力端（例えば、反転入力端）を抵抗２４と抵抗２３３との接続ノードに接続する。すなわち、演算増幅器２３４の他の入力端（例えば、反転入力端）には、電源電圧ＶＣＣを抵抗２４と抵抗２３３とで分圧された電圧（例えば、基準電圧）が印加される。演算増幅器２３４の出力端をＶｏｕｔとする。なお、基準電圧源は、電源電圧ＶＣＣを分圧抵抗で分圧する構成に限定されず、直接基準電圧源を演算増幅器２３４の他の入力端に接続する構成でもよい。
【０１１５】
演算増幅器２３４の非反転入力端に印加される電圧は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流に応じて大きく（高く）なる。また、演算増幅器２３４の反転入力端に印加される電圧は、抵抗２４に流れる電流に応じて大きく（高く）なる。すなわち、抵抗２４、抵抗２３３、２２３の抵抗値を適宜設定することにより、演算増幅器２３４の出力端ＶｏｕｔをＨｉ／Ｌｏｗと切り替えるためのフォトカプラ２１の出力電流の閾値を決めることができる。
【０１１６】
演算増幅器２３４は、入力端の電位差が０．１Ｖ程度でも動作するので、例えば、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４の電圧が電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）となり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧が、０．１Ｖ程度とすることができ、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約４．９Ｖとなる。そして、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となると、フォトトランジスタ２１２のエミッタの電圧は接地レベル（例えば、０Ｖ）になるので、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約０．１Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を一層高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。
【０１１７】
図１０は本実施の形態の信号伝達回路３４の第５例を示す回路図である。図１０の信号伝達回路３４は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部としての電流電圧変換部６４、電流電圧変換部６４で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７３など備える。そして、電圧増幅部７３で増幅した電圧をフォトトランジスタ２１２の出力側であるマイクロコンピュータ１４へ伝達（出力）する。図９の例との相違点は、抵抗２２３の両端にダイオード２２４を接続して点である。ダイオード２２４を具備することにより、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧をダイオードの順方向電圧程度の電圧でクリップ（制限）することができ、フォトトランジスタ２１２がオン状態で出力電流が大きくなった場合（例えば、フォトカプラのＣＴＲが増加する低温状態となった場合）に、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧が大きく上昇することを防止することができる。
【０１１８】
図１１は本実施の形態の信号伝達回路３５の第６例を示す回路図である。図１１の信号伝達回路３５は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部としての電流電圧変換部６５、電流電圧変換部６４で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７３など備える。図１０の例との相違点は、抵抗２２３を具備しない点である。図１１の例では、抵抗２２３が不要であるので、コストを低減することができる。
【０１１９】
図１２は本実施の形態の信号伝達回路３６の第７例を示す回路図である。図１２の信号伝達回路３６は、フォトトランジスタ２１２に流れる電流を電圧に変換する第２電流電圧変換部としての電流電圧変換部６６、電流電圧変換部６６で変換した電圧を増幅する電圧増幅部７６など備える。電流電圧変換部６６は、ダイオード２２４、２２５を有し、電圧増幅部７６は、抵抗２４、２３７、トランジスタ２３１を有する。
【０１２０】
図１２に示すように、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４には電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）を接続してあり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３には、直列接続した２つのダイオード２２４、２２５のうち、ダイオード２２４のアノードを接続してある。ダイオード２２５のカソードは接地レベルに接続してある。
【０１２１】
電源電圧ＶＣＣには、抵抗２４の一端を接続してあり、抵抗２４の他端には、トランジスタ２３１のコレクタを接続してある。トランジスタ２３１のエミッタは接地レベルに接続してある。
【０１２２】
トランジスタ２３１のベースとフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とダイオード２２４のアノードとの接続ノードとの間には抵抗２３７を接続してある。これにより、トランジスタ２３１のベース・エミッタ間の電圧は約０．７Ｖになる。そして、トランジスタ２３１のコレクタに出力端Ｖｏｕｔを設けてある。なお、図１２に示すように、抵抗２３７を介してトランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とダイオード２２４との接続ノードに接続する構成でもよく、あるいは、抵抗２３７以外の他の素子、例えば、トランジスタ等の素子を介してトランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とダイオード２２４との接続ノードに接続してもよい。あるいは、ダイオードの数が図１２の例のように２つではなく、例えば、１つである場合、トランジスタ２３１のベース・エミッタ間には約０．７Ｖの電圧が印加されることになるので、トランジスタ２３１のベースをフォトトランジスタ２１２のエミッタ３とダイオードとの接続ノードに直接接続することもできる。
【０１２３】
フォトトランジスタ２１２とダイオード２２４との接続ノードに抵抗２３７を介してベースを接続したトランジスタ２３１を備えることにより、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、フォトトランジスタ２１２のコレクタ４の電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）であり、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧が、ダイオード２２４、２２５がオン状態となることにより、１．４Ｖ程度となり、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約３．６Ｖとなる。そして、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となると、フォトトランジスタ２１２のエミッタの電圧は接地レベル（０Ｖ）になるので、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約１．４Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタ２１２に直列にダイオードを接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。
【０１２４】
図１２の第７例では、ＮＰＮ型のトランジスタを用いる構成であるが、ＮＰＮ型のトランジスタに代えて、ＮチャネルＦＥＴを用いることもできる。ＮチャネルＦＥＴを用いる場合には、トランジスタのベース、コレクタ、エミッタをそれぞれゲート、ドレイン、ソースと読み替えればよい。
【０１２５】
また、図１２のＮＰＮ型のトランジスタに代えて、ＰＮＰ型のトランジスタを用いることもできる。ＰＮＰ型のトランジスタを用いる場合は、図５に例示した構成のトランジスタ２２７及び抵抗２２６を、ダイオード２２４、２２５に置き換えればよい。
【０１２６】
ＰＮＰ型のトランジスタを用いる場合、図５又は図６の構成と同様に、フォトトランジスタ２１２がオンの状態では、フォトトランジスタ２１２のエミッタ３の電圧は接地レベル（０Ｖ）であり、フォトトランジスタ２１２のコレクタ電圧が、トランジスタ２３１がオン状態となることにより、約３．６Ｖ（電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）-１．４Ｖ）となり、結果としてフォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約３．６Ｖとなる。そして、調光信号がローレベルとなって、ＬＥＤ２１１に印加されていた矩形状のパルス波形が０Ｖに下がると、フォトトランジスタ２１２がオフ状態となり、フォトトランジスタ２１２のコレクタの電圧は電源電圧ＶＣＣ（例えば、５Ｖ）となる。すなわち、フォトトランジスタ２１２がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の電圧は約１．４Ｖしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ２１２のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Ｖｏｕｔの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、ＰＮＰ型のトランジスタに代えてＰチャネルＦＥＴを用いることもできる。
【０１２７】
上述のように、本実施の形態によれば、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができる。さらに、電力消費を抑制することができる。
【０１２８】
また、電源ユニット８０は、信号伝達回路３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６と、信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源９０へ供給する電力（電流）を制御する電力制御部（電流制御部）としてのＤＣ−ＤＣコンバータ１３及びマイクロコンピュータ１４とを備える。これにより、電力消費を抑制しつつ調光信号の分解能を大きくして所望の分解能を得ることができる電源ユニット及び照明装置を実現することができる。
【０１２９】
信号伝達回路３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６は、外部調光器からのＰＷＭ信号を受信し、受信したＰＷＭ信号のデューティ比に応じて光源９０へ供給する電力を１０％以下に制御する。これにより、光源の出力を１０％以下の分解能で制御することができる。
【０１３０】
上述の実施の形態では、信号伝達回路で調光信号を伝達（出力）する構成であったが、伝達（出力）する信号は調光信号に限定されるものではなく、フォトカプラを用いるものであって、１ｋＨｚ程度を超える周波数を有する矩形状のパルス波形をなす信号のデューティ比の大小に応じて状態制御を行うものであれば、どのような信号に対しても本実施の形態を適用することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１３  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４  マイクロコンピュータ
２１  フォトカプラ
２１１  ＬＥＤ
２１２  フォトトランジスタ
２４  抵抗
３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６  信号伝達回路
２２１、２２７、２３１、２３５  トランジスタ
２２２、２２３、２２６、２３２、２３３、２３６、２３７  抵抗
２２４、２２５  ダイオード
２３４  演算増幅器
４０、４１、４２  電流増幅部
５０、５１、６０、６１、６２、６４、６５、６６  電流電圧変換部
７０、７１、７３、７６  電圧増幅部
８０  電源ユニット
９０  光源
【図１】
2013225807.tif 000003
【図２】
2013225807.tif 000004
【図３】
2013225807.tif 000005
【図４】
2013225807.tif 000006
【図５】
2013225807.tif 000007
【図６】
2013225807.tif 000008
【図７】
2013225807.tif 000009
【図８】
2013225807.tif 000010
【図９】
2013225807.tif 000011
【図１０】
2013225807.tif 000012
【図１１】
2013225807.tif 000013
【図１２】
2013225807.tif 000014
【図１３】
2013225807.tif 000015
【図１４】
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