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CN103167688B - 点亮装置 - Google Patents

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CN103167688B
CN103167688B CN201210530414.6A CN201210530414A CN103167688B CN 103167688 B CN103167688 B CN 103167688B CN 201210530414 A CN201210530414 A CN 201210530414A CN 103167688 B CN103167688 B CN 103167688B
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CN
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current
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增本进吾
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明所涉及的点亮装置具备调光控制单元，该调光控制单元与调光比相应地对具备利用直流电力发光的多个发光元件的光源进行控制。上述调光控制单元构成为：如果上述调光比包含在第一调光范围内，则与上述调光比相应地变更向上述光源的供给电力。上述调光控制单元构成为：如果上述调光比包含在与上述第一调光范围不同的第二调光范围内，则与上述调光比相应地变更要点亮的上述发光元件的数量即点亮个数。

Description

点亮装置
技术领域
本发明涉及一种点亮装置，特别是涉及一种将包括发光二极管的半导体发光元件作为光源并具有调光功能的点亮装置。
背景技术
作为以往的半导体发光元件即LED中的点亮装置，例如存在文献1(日本特开2011-108669号公报)所示的装置。
如图8所示，该现有例是一种LED调光装置，其具备：电流调整单元(恒流电路6)，其对流经LED负载4的电流的大小进行可变控制；开关单元(晶体管Q1)，其对流经LED负载4的电流进行间歇控制；以及调光控制单元(微型计算机5)，其接收从调光器1输出的调光信号并控制上述电流调整单元和上述开关单元，该LED调光装置的特征在于，在从上述调光器1输出的调光信号与规定水平相比更靠高亮度侧的情况下，上述调光控制单元将流经LED负载4的电流设为连续电流，根据流动的电流的大小对LED负载4进行调光，在从上述调光器1输出的调光信号与上述规定水平相比更靠低亮度侧的情况下，上述调光控制单元通过将流经LED负载4的电流设为脉冲状并使该脉冲状的波形的占空比发生变化，来对LED负载4进行调光。
是实现了如下一种点亮装置的技术：当调光浅而明亮时，使流经LED负载的电流发生变化，当调光深而暗时，使流经LED负载的电流设为脉冲状并使该脉冲状的波形的占空比发生变化来进行调光，由此，当调光明亮时不易产生噪声，即使将调光变深也不易使明亮度产生偏差。
另外，在根据流动的电流的大小来对LED负载进行调光(以下称为DC调光)的方式中，LED元件的V-I特性存在个体差异，需要将电流设定为所有元件能够稳定地点亮的电流值以上，因此难以实现深调光。
另外，在通过使脉冲状的波形的占空比发生变化来对LED负载进行调光(以下称为PWM调光)的方式中，为了实现深调光，需要使脉冲宽度变窄，由于脉冲宽度的小变动而导致产生闪烁，因此难以进行稳定的控制。
因而，难以实现例如调光比为1%以下的深调光。
发明内容
本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种能够稳定地实现更深的调光的点亮装置。
本发明所涉及的第一方式的点亮装置具备调光控制单元，该调光控制单元与调光比相应地对光源进行控制，该光源具备利用直流电力发光的多个发光元件。上述调光控制单元构成为：如果上述调光比包含在第一调光范围内，则与上述调光比相应地变更向上述光源的供给电力。上述调光控制单元构成为：如果上述调光比包含在与上述第一调光范围不同的第二调光范围内，则与上述调光比相应地变更要点亮的上述发光元件的数量即点亮个数。
在本发明所涉及的第二方式的点亮装置中，在第一方式中，上述第二调光范围的上限值为上述第一调光范围的下限值以下。
在本发明所涉及的第三方式的点亮装置中，在第二方式中，上述调光控制单元构成为：在上述第二调光范围内，上述调光比越减小，则越是减少上述点亮个数。
在本发明所涉及的第四方式的点亮装置中，在第一~第三方式中的任一个方式中，上述调光控制单元构成为：当减少上述点亮个数时对上述供给电力进行调整，使得上述光源的明亮度的减小为规定值以下。
在本发明所涉及的第五方式的点亮装置中，在第四方式中，选择上述规定值，使得能够视为上述光源的明亮度连续地变化。
在本发明所涉及的第六方式的点亮装置中，在第一~第三方式中的任一个方式中，上述第二调光范围包括上述点亮个数各不相同的多个副调光区间。上述调光控制单元构成为：在上述副调光区间将上述点亮个数调整为与上述副调光区间相关联的值，并且将对各发光元件供给的单位电力变更为与上述副调光区间相关联的上述单位电力的范围内的与上述调光比相应的值。
在本发明所涉及的第七方式的点亮装置中，在第六方式中，决定上述单位电力的范围，使得当减少上述点亮个数时上述光源的明亮度的减小为规定值以下。
在本发明所涉及的第八方式的点亮装置中，在第七方式中，选择上述规定值，使得能够视为上述光源的明亮度连续地变化。
在本发明所涉及的第九方式的点亮装置中，在第一~第八方式中的任一个方式中，上述调光控制单元构成为通过对向上述光源供给的电流的大小和占空比中的至少一个进行调整来变更上述供给电力。
本发明所涉及的第十方式的点亮装置在第一~第九方式中的任一个方式中还具备使上述光源点亮的点亮电路。上述调光控制单元构成为利用上述点亮电路来控制上述光源。
在本发明所涉及的第十一方式的点亮装置中，在第十方式中，上述点亮电路具备：电流调整单元，其对上述多个发光元件中的各个发光元件供给电流；以及开关单元，其具有分别与上述多个发光元件串联连接的多个开关元件。
在本发明所涉及的第十二方式的点亮装置中，在第十一方式中，上述调光控制单元构成为通过利用上述开关单元调整向上述光源供给的电流的占空比来变更上述供给电力。
在本发明所涉及的第十三方式的点亮装置中，在第十一或者第十二方式中，上述调光控制单元构成为利用上述开关单元来变更上述点亮个数。
在本发明所涉及的第十四方式的点亮装置中，在第十~第十二方式中的任一个方式中，上述调光控制单元构成为通过利用上述电流调整单元调整向上述光源供给的电流的大小来变更上述供给电力。
在本发明所涉及的第十五方式的点亮装置中，在第一~第十四方式中的任一个方式中，通过来自调光器的调光信号将上述调光比提供给上述调光控制单元。
附图说明
图1是表示具备实施方式1的点亮装置的照明装置的框图。
图2是实施方式1的点亮装置的调光特性图。
图3是使用于实施方式1的点亮装置的LED的V-I特性图。
图4是表示具备实施方式2的点亮装置的照明装置的框图。
图5是实施方式2的点亮装置的调光特性图。
图6是实施方式3的点亮装置的调光特性图。
图7是实施方式3的点亮装置的变形例的调光特性图。
图8是表示现有例的点亮装置的框图。
具体实施方式
(实施方式1)
在图1中示出具备本实施方式的点亮装置3的照明装置的电路结构。
本实施方式的照明装置由调光器1、电源2、点亮装置(LED点亮装置)3以及多个(在本实施方式中为6个)LED负载4(4-1~4-6)构成。
LED负载4例如是半导体发光元件。多个LED负载4(4-1~4-6)互相并联连接。多个LED负载4-1~4-6构成光源9。换句话说，光源9具备利用直流电力发光的多个发光元件(LED负载)4。此外，发光元件并不限定为LED负载4。
另外，LED点亮装置3由微型计算机(microcomputer)5、恒压电路6、多个(在本实施方式中为6个)电阻R1~R6以及多个(在本实施方式中为6个)晶体管(开关元件)Q1~Q6构成。
恒压电路6构成为输出根据来自微型计算机5的信号所指定的恒定电压。恒压电路6构成对多个发光元件(LED负载)4中的各个发光元件供给电流的电流调整单元。
多个晶体管(开关元件)Q1~Q6分别与多个发光元件(LED负载)4-1~4-6串联连接。具体地说，晶体管Q1~Q6被分别连接在LED负载4-1~4-6的阴极与地之间。多个晶体管Q1~Q6构成开关电路7(开关单元)。此外，多个电阻R1~R6被分别连接在多个晶体管Q1~Q6与微型计算机5之间。
在本实施方式中，恒压电路6(电流调整单元)和开关电路7(开关单元)构成使光源9点亮的点亮电路8。
微型计算机5是与调光比相应地控制光源9的调光控制单元。例如通过来自调光器1的调光信号对微型计算机5提供调光比。
微型计算机5构成为利用点亮电路8控制光源9。微型计算机5构成为通过对向光源9供给的电流(供给电流)的大小和占空比中的至少一个进行调整来变更向光源9的供给电力。
例如，微型计算机5构成为通过利用开关电路7对向光源9供给的电流的占空比进行调整来变更供给电力。另外，微型计算机5构成为通过利用恒压电路6对向光源9供给的电流的大小进行调整来变更供给电力。
这样，微型计算机5具有如下功能：读取调光器1的调光信号，对晶体管Q1~Q6的导通/截止进行控制，并且设定恒压电路6的电压值(设定电压)。
如图2的(a)~(c)所示，在微型计算机5中具有预先决定的调光比(调光水平)Pa和调光水平Pb，在比该调光水平Pa明亮的区域(调光比为Pa~上限值的调光范围)内，微型计算机5通过使晶体管Q1~Q6固定为导通并改变恒压电路6的设定电压(输出电压)来使流经LED负载4-1~4-6中的每个LED负载的电流发生变化，由此进行DC调光。
在比该调光水平Pa暗且比调光水平Pb明亮的区域(调光比为Pb~Pa的调光范围)内，微型计算机5通过使恒压电路6的设定电压固定并使晶体管Q1~Q6导通/截止来改变其占空比，由此以PWM调光的方式进行调光。
即，微型计算机5构成为：如果调光比包含在第一调光范围(Pb~上限值)内，则与调光比相应地变更向光源9的供给电力。
例如，调光比的上限值为100%。
第一调光范围包括多个调光区间。在本实施方式中，第一调光范围包括第一调光区间和第二调光区间。例如，第一调光区间是调光比为Pa~100%的区间，第二调光区间是调光比为Pb~Pa的区间。
第一调光区间是微型计算机5进行DC调光的区间(DC调光区间)。即，微型计算机5使点亮个数和占空比固定，并与调光比相应地改变供给电流的大小。
如果调光比包含在第一调光区间(Pa~上限值)，则微型计算机5将点亮个数调整为与第一调光区间相关联的值(在本实施方式中为6)，且将占空比调整为与第一调光区间相关联的值(在本实施方式中为与第二调光区间相关联的占空比的最大值[例如100%])。
并且，微型计算机5将向光源9供给的电流(供给电流)的大小调整为与第一调光区间相关联的供给电流的范围内的与调光比相应的值。具体地说，微型计算机5调整恒压电路6的设定电压(输出电压)，使得供给电流的大小成为与第一调光区间相关联的供给电流的范围内的与调光比相应的值。在第一调光区间，调光比越增大，则微型计算机5越增加供给电流(参照图2的(b))。
第二调光区间是微型计算机5进行PWM调光的区间(PWM调光区间)。即，微型计算机5使点亮个数和供给电流的大小固定，使占空比与调光比相应地变化。
如果调光比包含在第二调光区间(Pb~Pa)，则微型计算机5将点亮个数调整为与第二调光区间相关联的值(在本实施方式中为6)，且将供给电流的大小调整为与第二调光区间相关联的值(在本实施方式中为与第一调光区间相关联的供给电流的最小值)。
并且，微型计算机5将向光源9供给的电流(供给电流)的占空比调整为与第二调光区间相关联的占空比的范围内的与调光比相应的值。具体地说，微型计算机5对开关电路7的各开关元件(晶体管Q1~Q6)进行控制，使得占空比成为与第二调光区间相关联的占空比的范围内的与调光比相应的值。在第二调光区间，调光比越增大，则微型计算机5越增大占空比(参照图2的(c))。
另外，在比调光水平Pb暗的区域(调光比为下限值~Pb的调光范围)内，微型计算机5以间隔剔除调光(間引き調光)的方式进行调光，该间隔剔除调光是通过按开关元件Q1→开关元件Q2…Q6的顺序逐渐截止开关元件，来使LED的点亮个数发生变化。
即，微型计算机5构成为：如果调光比包含在第二调光范围(下限值~Pb)内，则使向光源9的供给电力固定，并与调光比相应地变更点亮个数。例如，调光比的下限值为0%。第二调光范围是微型计算机5进行间隔剔除调光的区间(间隔剔除调光区间)。
在第二调光范围内，微型计算机5使供给电流的大小和占空比固定，由此使供给电力固定。因而，如果调光比包含在第二调光范围内，则微型计算机5将占空比调整为与第二调光范围相关联的值(在本实施方式中为与第二调光区间相关联的占空比的最小值)，且将供给电流的大小调整为与第二调光范围相关联的值(在本实施方式中为与第一调光区间相关联的供给电流的最小值)。
并且，微型计算机5将点亮个数调整为与第二调光范围相关联的点亮个数的范围内的与调光比相应的值。具体地说，微型计算机5对开关电路7的各开关元件(晶体管Q1~Q6)进行控制，使得点亮个数成为与第二调光范围相关联的点亮个数的范围内的与调光比相应的值。在第二调光范围内，调光比越减小，则微型计算机5越减少点亮个数。
即，微型计算机5构成为：如果调光比包含在与第一调光范围(Pb~上限值)不同的第二调光范围(下限值~Pb)内，则与调光比相应地变更要点亮的发光元件(LED负载)4的数量、即点亮个数。微型计算机5构成为利用开关电路7变更点亮个数。
在图2中示出本实施方式的点亮装置3的动作。图2的(a)示出了调光信号输出的水平(调光比)与光输出的关系，图2的(b)示出了调光信号输出的水平与流经LED负载4的导通期间(电流在LED负载4中流动的期间)的电流(峰值)的关系，图2的(c)示出了调光信号输出的水平与脉冲波形的导通占空比(对LED负载4供给的电流的占空比)的关系。
例如根据LED元件的V-I特性来决定调光水平Pa的设定。设某个LED元件的V-I特性为如图3那样。在图3中，Vf是正向电压，If是正向电流。
将额定电流时的△V/△I设为A。如果将逐渐降低流经LED元件的电流时的△V/△I设为B，则随着降低流经LED元件的电流，B逐渐变大。
当B的值相对于A的值为3倍~5倍以上时，LED元件变得不稳定，偏差也变大，因此，为了以DC调光的方式对没有变成这样的区域进行调光，对图2的调光水平Pa进行设定。
另外，关于调光水平Pb的设定，设定为微型计算机5能够稳定地控制脉冲宽度的最短的导通占空比(占空比)。在本实施方式中，光输出相对于调光占空比(%)直线下降，但不特别地限于直线，即使是在某种程度上具有曲线的特性也没有问题。
如上所述，本实施方式的点亮装置3是使多个半导体发光元件(LED负载4)点亮的点亮装置。本实施方式的点亮装置具备调光控制单元(微型计算机5)，该调光控制单元接收从调光器1输出的调光信号来对DC调光和PWM调光中的某一种调光或者两种调光进行控制，其中，该DC调光是对流经半导体发光元件的电流的大小进行可变控制，该PWM调光是对流经半导体发光元件的电流进行间歇控制。在从调光器1输出的调光信号与规定水平相比更靠低亮度侧的情况下，本实施方式的点亮装置以减少半导体发光元件的点亮个数的间隔剔除调光的方式对半导体发光元件进行调光。
换句话说，本实施方式的点亮装置3具备调光控制单元(微型计算机5)，该调光控制单元与调光比相应地对具备利用直流电力发光的多个发光元件(LEF负载4)的光源9进行控制。调光控制单元(微型计算机5)构成为：如果调光比包含在第一调光范围内，则与调光比相应地变更向光源9的供给电力。调光控制单元(微型计算机5)构成为：如果调光比包含在与第一调光范围不同的第二调光范围内，则与调光比相应地变更要点亮的发光元件(LED负载4)的个数即点亮个数。
根据如上所述的本实施方式的点亮装置，能够稳定地实现更深的调光。
这样，在本实施方式中，能够提供如下一种LED调光装置：以DC调光和PWM调光的方式进行调光，并且进行间隔剔除调光，由此稳定地实现例如调光比为1%以下的更深的调光。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，第二调光范围的上限值(在本实施方式中为Pb)为第一调光范围的下限值(在本实施方式中为Pb)以下。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，调光控制单元(微型计算机5)构成为：在第二调光范围内，调光比越减小，则越是减少点亮个数。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，调光控制单元(微型计算机5)构成为：通过对向光源9供给的电流的大小和占空比中的至少一个进行调整来变更供给电力。此外，该结构是任意结构。
另外，本实施方式的点亮装置3还具备使光源9点亮的点亮电路8。调光控制单元(微型计算机5)构成为利用点亮电路8来控制光源9。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，点亮电路8具备：电流调整单元(恒压电路6)，其对多个发光元件(LED负载4)中的各个发光元件供给电流；以及开关单元(开关电路7)，其具有分别与多个发光元件(LED负载4)串联连接的多个开关元件(晶体管Q1~Q6)。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，调光控制单元(微型计算机5)构成为：通过利用开关单元(开关电路7)对向光源9供给的电流的占空比进行调整来变更供给电力。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，调光控制单元(微型计算机5)构成为利用开关单元(开关电路7)来变更点亮个数。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，调光控制单元(微型计算机5)构成为：通过利用电流调整单元(恒压电路6)对向光源9供给的电流的大小进行调整来变更供给电力。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，通过来自调光器1的调光信号将调光比提供给调光控制单元(微型计算机5)。此外，该结构是任意结构。
此外，调光器1的调光信号输出既可以是模拟信号(DC0V~10V等)，也可以是占空比信号(1KHZ、10V等)，还可以是数字信号(DMX信号等)。
另外，电源2既可以是AC电源也可以是DC电源。
LED负载4(4-1~4-6)既可以是分别由一个元件构成的LED单元，也可以是分别由多个LED元件构成的LED单元。
近年来，随着LED负载向大功率化发展，以串联和并联的方式使用很多LED的LED点亮装置3增加，因此通过间隔剔除调光来减小调光水平的方法变得有效。
另外，只要是能够利用DC电源、脉冲状的电源点亮的负载(即，用直流电力点亮的负载)，就能够代替LED负载4(4-1~4-6)而替换为任意负载，即使是有机EL等也能够获得相同的效果。
在上述PWM调光中，流经LED的电流是矩形波，但该矩形波是最有效的波形，脉冲状的波形无论是正弦波形还是三角波形，只要是除了平坦的DC波形以外的波形就能够获得相同的效果。
另外，不仅可以包括以固定的PWM频率改变导通占空比的方式，还可以包括通过PWM频率的变化、导通期间或截止期间的变化来进行调光的方式。
(实施方式2)
在图4中示出具备本实施方式的点亮装置3的照明装置的电路结构。
本实施方式的照明装置由调光器1、电源2、点亮装置(LED点亮装置)3以及多个(在本实施方式中为5个)LED负载4(4-1~4-5)构成。
多个LED负载4(4-1~4-5)构成光源9。多个LED负载4(4-1~4-5)互相串联连接。LED负载4-1的阴极连接有LED负载4-2的阳极，LED负载4-2的阴极连接有LED负载4-3的阳极，LED负载4-3的阴极连接有LED负载4-4的阳极，LED负载4-4的阴极连接有LED负载4-5的阳极。
另外，LED点亮装置3由微型计算机5、恒流电路6A、多个(在本实施方式中为10个)电阻R1~R5、R11~R15以及MOSFET等多个(在本实施方式中为5个)半导体开关元件(开关元件)Q1~Q5构成。
恒流电路6A构成为使根据来自微型计算机5的电压信号所指定的恒定电流(设定电流)流动。恒流电路6A构成对多个发光元件(LED负载)4中的各个发光元件供给电流的电流调整单元。
多个开关元件Q1~Q5构成开关单元(开关电路7)。开关元件Q1被连接在LED负载4-1、4-2的连接点与恒流电路6A之间。开关元件Q2被连接在LED负载4-2、4-3的连接点与恒流电路6A之间。开关元件Q3被连接在LED负载4-3、4-4的连接点与恒流电路6A之间。开关元件Q4被连接在LED负载4-4、4-5的连接点与恒流电路6A之间。开关元件Q5被连接在LED负载4-5的阴极与恒流电路6A之间。
在开关电路7中，如果开关元件Q5导通而剩余的开关元件Q1~Q4截止，则LED负载4-1~4-5全部点亮，因此点亮个数为5个。如果开关元件Q4导通而剩余的开关元件Q1~Q3、Q5截止，则仅LED负载4-1~4-4点亮，因此点亮个数为4个。如果开关元件Q3导通而剩余的开关元件Q1、Q2、Q4、Q5截止，则仅LED负载4-1~4-3点亮，因此点亮个数为3个。如果开关元件Q2导通而剩余的开关元件Q1、Q3~Q5截止，则仅LED负载4-1、4-2点亮，因此点亮个数为2个。如果开关元件Q1导通而剩余的开关元件Q2~Q5截止，则仅LED负载4-1点亮，因此点亮个数为1个。
此外，多个电阻R1~R5被分别连接在多个开关元件Q1~Q5与微型计算机5之间。另外，多个电阻R11~R15被分别连接在多个开关元件Q1~Q5与恒流电路6A之间。
在本实施方式中，恒流电路6A(电流调整单元)和开关电路7(开关单元)构成使光源9点亮的点亮电路8。
在本实施方式中，微型计算机5构成为通过利用开关电路7对向光源9供给的电流的占空比进行调整来变更供给电力。另外，微型计算机5构成为通过利用恒流电路6A对向光源9供给的电流的大小进行调整来变更供给电力。
这样，微型计算机5具有如下功能：读取调光器1的调光信号，对开关元件Q1~Q5的导通/截止进行控制，并且设定恒流电路6A的电流值(设定电流)。
如图5的(a)~(c)所示，微型计算机5构成为：如果调光比包含在第一调光范围(Pb~上限值)内，则与调光比相应地变更向光源9的供给电力。例如，调光比的上限值为100%。
第一调光范围包括多个调光区间。在本实施方式中，第一调光范围包括第一调光区间和第二调光区间。例如，第一调光区间是调光比为Pa~100%的区间，第二调光区间是调光比为Pb~Pa的区间。
第一调光区间是微型计算机5进行PWM调光的区间(PWM调光区间)。即，微型计算机5使点亮个数和供给电流的大小固定，与调光比相应地改变占空比。
如果调光比包含在第一调光区间(Pa~上限值)，则微型计算机5将点亮个数调整为与第一调光区间相关联的值(在本实施方式中为5)，且将供给电流的大小调整为与第一调光区间相关联的值(在本实施方式中为与第二调光区间相关联的供给电流的大小的最大值)。
并且，微型计算机5将对光源9供给的电流(供给电流)的占空比调整为与第一调光区间相关联的占空比的范围内的与调光比相应的值。具体地说，微型计算机5对开关电路7的各开关元件Q1~Q5进行控制，使得占空比成为与第一调光区间相关联的占空比的范围内的与调光比相应的值。在第一调光区间，调光比越增大，则微型计算机5越增大占空比(参照图5的(c))。
第二调光区间是微型计算机5进行DC调光的区间(DC调光区间)。即，微型计算机5使点亮个数和占空比固定，与调光比相应地改变供给电流的大小。
如果调光比包含在第二调光区间(Pb~Pa)，则微型计算机5将点亮个数调整为与第二调光区间相关联的值(在本实施方式中为5)，且将占空比调整为与第二调光区间相关联的值(在本实施方式中为与第一调光区间相关联的占空比的最小值)。
并且，微型计算机5将对光源9供给的电流(供给电流)的大小调整为与第二调光区间相关联的供给电流的范围内的与调光比相应的值。具体地说，微型计算机5对恒流电路6A的设定电流(输出电流)进行调整，使得供给电流的大小成为与第二调光区间相关联的供给电流的范围内的与调光比相应的值。在第二调光区间，调光比越增大，则微型计算机5越增加供给电流(参照图5的(b))。
第二调光范围是微型计算机5进行间隔剔除调光的区间(间隔剔除调光区间)。即，微型计算机5使对光源9供给的电力固定，与调光比相应地变更点亮个数。例如，调光比的下限值为0%。
在第二调光范围内，微型计算机5使供给电流的大小和占空比固定，由此使供给电力固定。因而，如果调光比包含在第二调光范围内，则微型计算机5将占空比调整为与第二调光范围相关联的值(在本实施方式中为与第一调光区间相关联的占空比的最小值)，且将供给电流的大小调整为与第二调光范围相关联的值(在本实施方式中为与第二调光区间相关联的供给电流的大小的最小值)。
并且，微型计算机5将点亮个数调整为与第二调光范围相关联的点亮个数的范围内的与调光比相应的值。具体地说，微型计算机5对开关电路7的各开关元件Q1~Q5进行控制，使得点亮个数成为与第二调光范围相关联的点亮个数的范围内的与调光比相应的值。在第二调光范围内，调光比越减小，则微型计算机5越减少点亮个数。
即，微型计算机5构成为：如果调光比包含在与第一调光范围(Pb~上限值)不同的第二调光范围(下限值~Pb)内，则与调光比相应地变更要点亮的发光元件(LED负载4)的数量即点亮个数。微型计算机5构成为利用开关电路7变更点亮个数。
例如，为了进行平滑的调光，来自调光器1的调光信号具有256×256=65536的分辨率，将0~65535的数值数据用作调光水平的调光信号，将0设为熄灭，将65535设为100%点亮。
现在，在来自调光器1的信号为最大值65535的情况下，微型计算机5进行指示，使得开关元件Q1~Q5导通，且使最大电流(例如1A)流经恒流电路6A。于是，1A的电流在LED负载4中流动。
接着，如果将调光水平减小至大约50%而作为调光信号的值接收到32768，则当微型计算机5使开关元件Q5导通/截止来将占空比设为50%时，LED负载4(4-1~4-5)的光大约也成为50%。
在将调光水平进一步减小至一半而作为调光信号的值接收到16384的信号的情况下，当将占空比设为25%时，LED负载4(4-1~4-5)的明亮度大约成为25%。
在作为调光信号的值接收到6554的信号的情况下，当将占空比设为10%时，LED负载4(4-1~4-5)的明亮度大约成为10%。
此时，如果使开关元件Q5导通/截止的反复频率低，则会成为闪烁的原因，因此一般需要60HZ以上的反复频率。
在视觉上即使在100HZ的反复频率下也不产生闪烁，但为了在视频录像等中不出现闪烁，需要以更高的反复频率(300HZ以上等)来进行点亮熄灭。
如果作为不产生闪烁的频率而将反复频率设为1000HZ，则即使减小至占空比10%，导通期间的脉冲宽度也为100μ秒，因此利用普通的微型计算机就能够容易地进行稳定的调光。另外，如果假设将开关元件Q1的响应速度设为10n秒，则对调光比的影响小到可忽视的程度。
在将调光水平进一步减小至一半而作为调光信号的值接收到3277的信号的情况下，进行指示以使一半电流即500mA流经恒流电路6，电流值变为最大电流值的50%(LED的光输出为5%)。
在进一步减小调光水平而作为调光信号的值接收到655的信号的情况下，进行指示以使电流100mA流经恒流电路6A，由此能够使电流值变为最大电流值的10%(LED的光输出为1%)。
接着，在进一步减小调光水平的情况下，通过使开关元件Q5截止(此时用Q4进行导通/截止控制)，串联连接5个而成的LED负载(或者LED负载群)变为串联连接4个而成的LED负载，因此LED负载的光输出为0.8%。
另外，通过使开关元件Q4截止(此时用Q3进行导通/截止控制)，LED负载的光输出变为0.6%，通过使开关元件Q3和Q2截止(此时用Q1进行导通/截止控制)，能够调光至0.2%。
在图5中示出本实施方式的点亮装置3的动作。图5的(a)示出了调光信号输出的水平(调光比)与光输出的关系，图5的(b)示出了调光信号输出的水平与流经LED负载的导通期间(电流在LED负载4中流动的期间)的电流(峰值)的关系，图5的(c)示出了调光信号输出的水平与导通占空比(对LED负载4供给的电流的占空比)的关系。通过设为上述结构，能够提供稳定地实现更深的调光的LED调光装置。
在实施方式1和实施方式2的点亮装置3中，在将DC调光和PWM调光这两者相组合来进行调光之后进行间隔剔除调光，但即使在以DC调光和PWM调光中的某个方式进行调光之后进行间隔剔除调光也能够获得相同的效果。
另外，既可以一边同时改变DC调光和PWM调光一边进行调光，也可以一边改变DC调光或者PWM调光一边进行间隔剔除调光，均能够获得相同的效果。
此外，点亮装置3也可以是反激(flyback)型DC-DC变换器、正向(forward)型DC-DC变换器等进行恒流控制和恒压控制的电路方式。
(实施方式3)
在本实施方式的点亮装置(LED点亮装置)3中，将电路结构设为与实施方式1或者实施方式2的点亮装置3的结构相同并省略说明。利用图6和图7说明本实施方式的点亮装置3的动作。图6和图7放大地示出低调光比(深调光)的部分。
如图6的(a)、(b)所示，第二调光范围(下限值~Pb)包括点亮个数各不相同的多个(在本实施方式中为5个)副调光区间。例如，第二调光范围包括第一副调光区间(Pc~Pb)、第二副调光区间(Pd~Pc)、第三副调光区间(Pe~Pd)、第四副调光区间(Pf～Pe)以及第五副调光区间(下限值~Pf)。
微型计算机5(调光控制单元)在副调光区间将点亮个数调整为与副调光区间相关联的值。并且，微型计算机5将对各发光元件(LED负载)4供给的单位电力在与副调光区间相关联的规定的变化宽度内与调光比相应地进行变更。
在图6所示的例子中，微型计算机5利用电流调整单元(实施方式1中的恒压电路6或者实施方式2中的恒流电路6A)对向各发光元件(LED负载)4供给的电流(单位电流)的大小进行调整，由此变更单位电力。
也就是说，副调光区间是微型计算机5进行DC调光的区间(DC调光区间)。微型计算机5使点亮个数和占空比固定，与调光比相应地改变单位电流的大小。另外，在副调光区间，调光比越减小，则微型计算机5越减少单位电流(单位电力)。
微型计算机5将点亮个数调整为与副调光区间相关联的值，且将占空比调整为与副调光区间相关联的值。并且，微型计算机5在副调光区间将单位电流的大小调整为与副调光区间相关联的单位电流的范围内的与调光比相应的值。
与第一副调光区间(Pc~Pb)相关联的点亮个数为5个，与第二副调光区间(Pd~Pc)相关联的点亮个数为4个，与第三副调光区间(Pe~Pd)相关联的点亮个数为3个，与第四副调光区间(Pf～Pe)相关联的点亮个数为2个，与第五副调光区间(下限值~Pf)相关联的点亮个数为1个。
多个副调光区间具有相同的占空比。与副调光区间相关联的占空比例如是第一调光范围的PWM调光区间(在实施方式1中为第二调光区间，在实施方式2中为第一调光区间)的占空比的最小值。此外，多个副调光区间也可以具有不同的占空比。
多个副调光区间具有相同的单位电流的范围。与副调光区间相关联的单位电流的范围例如是下限值IL~上限值IH。因而，多个副调光区间具有相同的单位电力的范围。此外，多个副调光区间也可以具有不同的单位电流的范围。此外，单位电流的上限值IH例如是与第一调光范围的DC调光区间的供给电流的最小值相对应的值以下。
例如，在调光比包含在第二副调光区间的情况下，微型计算机5将点亮个数调整为4个，并且调整为第一调光范围的PWM调光区间的占空比的最小值。并且，微型计算机5将单位电流的大小变更为与第二副调光区间相关联的单位电流的范围IL~IH中的与调光比相应的值。
在调光比为第二副调光区间的最小值的情况下，点亮个数为与第二副调光区间相对应的4个，占空比为PWM调光区间的占空比的最小值，单位电流的大小为IL。
另一方面，在调光比减小而成为第三副调光区间的最大值的情况下，点亮个数减少为与第三副调光区间相对应的3个，占空比不发生变化，单位电流的大小增加至IH。
即，虽然点亮个数从4个减少到3个，但单位电流的大小从IL增加至IH。在此，决定单位电流的上限值IH和下限值IL，使得随着调光比的减小而使光源9的明亮度连续地减小。即，决定单位电流的范围(换句话说，单位电力的范围)，使得当减少点亮个数时光源9的明亮度的减小为规定值以下。例如，选择规定值，使得能够视为光源9的明亮度连续地变化。
在图6中示出了本实施方式的点亮装置3的调光特性图，进行控制使得在调光比为Pb~Pc的范围内减少导通期间的电流，以使调光连续，进行控制使得在调光比Pc下通过间隔剔除调光方式减少LED负载的点亮个数时，通过增加导通期间的电流而不损坏光的连续性。在调光比Pc~调光比Pf的范围内也同样地进行控制。
以上所述的本实施方式的点亮装置3还在减少半导体发光元件(LED负载4)的点亮个数时，通过DC调光和PWM调光中的某个方式或者这两个方式来调整流经半导体发光元件(LED负载4)的电流，使得不损坏光的连续性。
换句话说，在本实施方式的点亮装置3中，调光控制单元(微型计算机5)构成为：当减少点亮个数时对供给电力进行调整，使得光源9的明亮度的减小为规定值以下。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，选择规定值，使得能够视为光源9的明亮度连续地变化。此外，该结构是任意结构。
特别是在本实施方式的点亮装置3中，第二调光范围包括点亮个数各不相同的多个副调光区间。调光控制单元(微型计算机5)在副调光区间将点亮个数调整为与副调光区间相关联的值，且将对各发光元件(LED负载4)供给的单位电力变更为与副调光区间相关联的单位电力的范围内的与调光比相应的值。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，决定单位电力的范围，使得当减少点亮个数时光源9的明亮度的减小为规定值以下。此外，该结构是任意结构。
另外，在本实施方式的点亮装置3中，选择规定值，使得能够视为光源9的明亮度连续地变化。此外，该结构是任意结构。
在本实施方式中，能够提供如下一种LED调光装置：能够进行控制，使得即使在调光至深调光时也不损坏光的连续性。
在图7中示出了本实施方式的点亮装置3的变形例的调光特性图，是为了不损坏光的连续性而以调整导通占空比的方式进行控制的特性图，能够获得与调整导通期间的电流时相同的效果。
即，在图7所示的例子中，微型计算机5通过利用开关电路7对向各发光元件(LED负载4)供给的电流的占空比进行调整来变更单位电力。
也就是说，副调光区间是微型计算机5进行PWM调光的区间(PWM调光区间)。微型计算机5使点亮个数和单位电流的大小固定，使单位电流的占空比(与供给电流的占空比相等)与调光比相应地变化。另外，在副调光区间，调光比越减小，则微型计算机5越减小占空比(单位电力)。
微型计算机5将点亮个数调整为与副调光区间相关联的值，且将单位电流的大小调整为与副调光区间相关联的值。并且，微型计算机5在副调光区间将单位电流的占空比调整为与副调光区间相关联的占空比的范围内的与调光比相应的值。
多个副调光区间具有相同的单位电流的大小。与副调光区间相关联的单位电流的大小例如是与第一调光范围的DC调光区间(在实施方式1中为第一调光区间，在实施方式2中为第二调光区间)的供给电流的最小值相对应的值(即，供给电流为最小值时的单位电流)。此外，多个副调光区间也可以具有不同的单位电流的大小。
多个副调光区间具有相同的占空比的范围。与副调光区间相关联的占空比的范围例如是下限值DL～上限值DH。因而，多个副调光区间具有相同的单位电力的范围。此外，多个副调光区间也可以具有不同的单位电流的占空比的范围。此外，占空比的上限值DH例如是第一调光范围的PWM调光区间的占空比的最小值以下。
例如，在调光比包含在第二副调光区间的情况下，微型计算机5将点亮个数调整为4个，并且将单位电流调整为与第一调光范围内的DC调光区间的供给电流的最小值相对应的值。并且，微型计算机5将占空比变更为与第二副调光区间相关联的占空比的范围DL~DH内的与调光比相应的值。
在调光比为第二副调光区间的最小值的情况下，点亮个数为与第二副调光区间相对应的4个，单位电流为与DC调光区间的供给电流的最小值相对应的值，占空比为DL。
另一方面，在调光比减小而成为第三副调光区间的最大值的情况下，点亮个数减少为与第三副调光区间相对应的3个，单位电流的大小不发生变化，占空比增加至DH。
即，虽然点亮个数从4个减少到3个，但占空比从DL增加至DH。在此，决定占空比的上限值DH和下限值DL，使得随着调光比的减小而光源9的明亮度连续地减小。即，决定占空比的范围(换句话说，单位电力的范围)，使得当减少点亮个数时光源9的明亮度的减小为规定值以下。例如，选择规定值，使得能够视为光源9的明亮度连续地变化。
因而，即使在图7所示的变形例中也能够获得与图6所示的本实施方式的点亮装置3相同的效果。

Claims (15)

1.一种点亮装置，其特征在于，
具备调光控制单元，该调光控制单元与调光比相应地对光源进行控制，该光源具备利用直流电力发光的多个发光元件，
上述调光控制单元构成为：如果上述调光比包含在第一调光范围内，则与上述调光比相应地变更向上述光源的供给电力，
上述调光控制单元构成为：如果上述调光比包含在与上述第一调光范围不同的第二调光范围内，则与上述调光比相应地变更要点亮的上述发光元件的数量即点亮个数。
2.根据权利要求1所述的点亮装置，其特征在于，
上述第二调光范围的上限值为上述第一调光范围的下限值以下。
3.根据权利要求2所述的点亮装置，其特征在于，
上述调光控制单元构成为：在上述第二调光范围内，上述调光比越减小，则越是减少上述点亮个数。
4.根据权利要求1所述的点亮装置，其特征在于，
上述调光控制单元构成为：当减少上述点亮个数时对上述供给电力进行调整，使得上述光源的明亮度的减小为规定值以下。
5.根据权利要求4所述的点亮装置，其特征在于，
选择上述规定值，使得能够视为上述光源的明亮度连续地变化。
6.根据权利要求1所述的点亮装置，其特征在于，
上述第二调光范围包括上述点亮个数各不相同的多个副调光区间，
上述调光控制单元构成为：在上述副调光区间将上述点亮个数调整为与上述副调光区间相关联的值，并且将对各发光元件供给的单位电力变更为与上述副调光区间相关联的上述单位电力的范围内的与上述调光比相应的值。
7.根据权利要求6所述的点亮装置，其特征在于，
决定上述单位电力的范围，使得当减少上述点亮个数时上述光源的明亮度的减小为规定值以下。
8.根据权利要求7所述的点亮装置，其特征在于，
选择上述规定值，使得能够视为上述光源的明亮度连续地变化。
9.根据权利要求1所述的点亮装置，其特征在于，
上述调光控制单元构成为通过对向上述光源供给的电流的大小和占空比中的至少一个进行调整来变更上述供给电力。
10.根据权利要求1所述的点亮装置，其特征在于，
还具备使上述光源点亮的点亮电路，
上述调光控制单元构成为利用上述点亮电路来控制上述光源。
11.根据权利要求10所述的点亮装置，其特征在于，
上述点亮电路具备：
电流调整单元，其对上述多个发光元件中的各个发光元件供给电流；以及
开关单元，其具有分别与上述多个发光元件串联连接的多个开关元件。
12.根据权利要求11所述的点亮装置，其特征在于，
上述调光控制单元构成为通过利用上述开关单元调整向上述光源供给的电流的占空比来变更上述供给电力。
13.根据权利要求11所述的点亮装置，其特征在于，
上述调光控制单元构成为利用上述开关单元来变更上述点亮个数。
14.根据权利要求11所述的点亮装置，其特征在于，
上述调光控制单元构成为通过利用上述电流调整单元调整向上述光源供给的电流的大小来变更上述供给电力。
15.根据权利要求1所述的点亮装置，其特征在于，
通过来自调光器的调光信号将上述调光比提供给上述调光控制单元。
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