JP5796207B2 - 点灯装置およびそれを備えた照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を点灯させる点灯装置およびそれを備えた照明器具に関する。

従来から、有機ＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子に直流電圧を印加して発光素子を点灯させる点灯装置が提供されている。この種の点灯装置には、所望の直流電圧を出力する直流電源回路（直流電源手段）と、直流電源回路と発光素子（有機ＥＬ素子）との間に挿入されたスイッチング素子とを有した点灯装置がある（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載の点灯装置は、スイッチング素子のデューティ比を可変的に制御することで発光素子の光出力を変化させることができるように構成されている。

ただし、たとえば有機ＥＬからなる発光素子を点灯させる点灯装置においては、有機ＥＬは容量性の素子であるため、直流電源回路の出力がオンまたはオフする際、発光素子の容量成分によりサージ電流が流れることがある。これに対して、直流電源とＥＬ素子部との間にコイルや抵抗を挿入することによって、ＥＬ素子部の電流の立ち上がりや立ち下がりを緩和することが考えられている（たとえば特許文献２参照）。

特開２００７−２６５８０５号公報 特許第４３５９９５９号公報

しかし、スイッチング素子のスイッチングによる調光点灯と、スイッチング素子を連続してオンする全点灯とが切替可能な点灯装置においては、全点灯時には、サージ電流の影響はないので上述したコイルや抵抗は単に損失増大の原因となる。すなわち、点灯装置が、サージ電流の影響が小さい点灯モード（たとえば全点灯モード）で動作しているときには、コイルや抵抗は特に効果をもたらさず、かえってコイルや抵抗で発生する損失が問題になることがある。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、サージ電流を低減可能としながらも損失を低減することができる点灯装置およびそれを備えた照明器具を提供することを目的とする。

本発明の点灯装置は、発光素子に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路と前記発光素子との間に挿入され前記発光素子への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子と、インピーダンス素子を有し前記電源回路と前記発光素子との間に挿入されるサージ低減回路とを備え、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記発光素子の光出力を変化させる調光点灯モードと前記スイッチング素子が連続的にオンする全点灯モードとを含む複数の点灯モードで動作可能であって、前記サージ低減回路は、前記電源回路と前記発光素子との間のインピーダンス値を前記点灯モードに応じて切り替える切替部を有し、前記切替部は、少なくとも前記調光点灯モードと前記全点灯モードとで前記インピーダンス値を切り替えることを特徴とする。

この点灯装置において、前記サージ低減回路は、前記電源回路と前記発光素子との間において前記インピーダンス素子の接続関係を切り替える切替スイッチとを有し、前記切替部は前記切替スイッチを制御することにより前記インピーダンス値を切り替えることが望ましい。

この点灯装置において、複数のグループに分けられた複数個の前記発光素子に対して前記電源回路の出力が前記グループごとに印加されるように、前記スイッチング素子は前記グループごとに個別に設けられていることがより望ましい。

この点灯装置において、前記サージ低減回路は、前記複数の前記グループの各々に対応付けられ、対応する前記グループの前記発光素子と前記電源回路との間にそれぞれ挿入されており、対応する前記グループごとに決定される前記点灯モードに応じて前記インピーダンス値を切り替えることがより望ましい。

この点灯装置において、前記切替部は、前記調光点灯モード時に前記スイッチング素子を駆動する信号の有無に応じて、前記インピーダンス値を切り替えることがより望ましい。

この点灯装置において、前記切替部は、前記調光点灯モード時に前記スイッチング素子を駆動する信号が与えられている前記スイッチング素子の個数に応じて、前記インピーダンス値を切り替えることがより望ましい。

この点灯装置において、前記切替部は、前記発光素子と前記電源回路との少なくとも一方に流れる電流の単位時間当たりの変化量に応じて、前記インピーダンス値を切り替えることがより望ましい。

この点灯装置において、前記インピーダンス素子はインダクタであることがより望ましい。

この点灯装置において、前記調光点灯モード時に前記スイッチング素子を駆動する信号は矩形波であることがより望ましい。

この点灯装置において、前記発光素子は有機ＥＬ素子であることがより望ましい。

本発明の照明器具は、上記いずれかの点灯装置と、前記発光素子が設けられた器具本体とを備えることを特徴とする。

本発明は、サージ低減回路が、電源回路と発光素子との間のインピーダンス値を点灯モードに応じて切り替える切替部を有するので、サージ電流を低減可能としながらも損失を低減することができるという利点がある。

実施形態１に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１に係る照明器具の構成を示す分解斜視図である。 実施形態１に係る点灯装置の他の構成を示す概略回路図である。 実施形態１に係るサージ低減回路の他の構成を示す概略回路図である。 実施形態２に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態３に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。

（実施形態１）
本実施形態の照明器具１０は、図２に示すように、発光部２（図１参照）が設けられたパネル型の器具本体１００と、発光部２に電圧を印加して発光部２を点灯させる点灯装置１とを備えている。この照明器具１０では、発光部２は面状光源であり縦横に２枚ずつ並ぶように配置された４枚の発光素子２１〜２４（以下、各々を特に区別しないときにはまとめて「発光素子２０」という）からなり、点灯装置１は全ての発光素子２０に対して電気的に接続される。このように、面状光源からなる発光素子２０を用いれば、照明器具１０の薄型化を図ることができ、たとえば屋内照明として好適な照明器具１０を実現できる。

以下、点灯装置１の詳しい構成について、図１を参照して説明する。

点灯装置１は、所望の直流電圧を出力する直流電源回路３と、直流電源回路３と発光部２との間に挿入され発光部２への直流電源回路３の出力を制御するスイッチング素子４と、スイッチング素子４を制御する制御部５とを有している。さらに、点灯装置１は、直流電源回路３の正極側の出力端と発光部２との間に挿入されたサージ低減回路６および選択回路７を有している。サージ低減回路６、選択回路７については後述する。なお、制御部５はたとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として構成される。

発光部２を構成する各発光素子２０は、それぞれ面状光源である有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルからなり、直流電源回路３から出力される直流電圧が印加されることにより発光する。本実施形態では、各発光素子２１〜２４はいずれも同種で同サイズの有機ＥＬパネルからなる。

ここで、発光素子２１と発光素子２２とが直列接続されて第１のグループを構成するとともに、発光素子２３と発光素子２４とが直列接続されて第２のグループを構成しており、両グループの発光素子２０は直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されている。

直流電源回路３は、ダイオードブリッジからなる整流回路３１とコンバータ３２とから構成されており、交流電源３０からの交流電圧を整流回路３１で全波整流し、整流された脈流電圧をコンバータ３２にて所望の大きさの直流電圧に降圧する。コンバータ３２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）からなるスイッチ要素３３と、インダクタ３４と、コンデンサ３５との直列回路を、整流回路３１の出力端間に有している。さらに、コンバータ３２は、インダクタ３４およびコンデンサ３５の直列回路の両端間に接続されたダイオード３６と、スイッチ要素３３をスイッチングする駆動回路３７とを具備している。

このコンバータ３２は、スイッチ要素３３を駆動回路３７で制御して、スイッチ要素３３のデューティ比を変更するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことにより、所望の大きさの直流電圧を出力端となるコンデンサ３５の両端から出力する。本実施形態では、駆動回路３７は発光素子２０を点灯させるのに必要な大きさの電圧がコンバータ３２から出力されるようにＰＷＭ制御を行う。

なお、コンバータ３２は、上述したような降圧回路に限らず、たとえば昇圧回路や昇降圧チョッパ回路などで構成されていてもよく、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路としての機能を有していてもよい。また、コンバータ３２に代えて平滑コンデンサのみが設けられていてもよい。チョッパ回路の場合、スイッチ要素３３は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚでスイッチングされる。

スイッチング素子４は、ＭＯＳＦＥＴからなり、直流電源回路３の負極側の出力端と発光部２との間に挿入されている。制御部５は、スイッチング素子４に制御信号を与えることによりスイッチング素子４のオン・オフを交互に切り替え、直流電源回路３の出力電圧が発光部２に間欠的に印加されるようにスイッチング素子４を制御する。

ここで、点灯装置１は、スイッチング素子４のスイッチングを行うことにより発光素子２０の光出力を変化させる調光点灯モードを含む複数の点灯モードでの動作が可能である。調光点灯モードでは、制御部５はスイッチング素子４に矩形波状のＰＷＭ信号を与えてスイッチング素子４を駆動し、スイッチング素子４のデューティ比を変更するＰＷＭ制御を行うことにより発光素子２０の光出力を変化させる。本実施形態では、点灯装置１は少なくとも、このようにスイッチング素子４を断続的にオンさせる調光点灯モードと、スイッチング素子４を連続的にオンさせる全点灯モード（ＤＣ点灯モード）とを切替可能である。これらの点灯モードは、図示しないリモコン装置などからの操作信号に応じて制御部５が切り替える。

また、制御部５は、スイッチング素子４のＰＷＭ制御の代わりに、コンバータ３２の出力電圧（スイッチング素子４のオン時に発光素子２０に印加される電圧）の大きさを調光率に応じて変化させてもよい。あるいは、制御部５は、スイッチング素子４のＰＷＭ制御に加え、コンバータ３２の出力電圧の大きさを調光率に応じて変化させてもよい。つまり、制御部５は、調光が深く（調光率が低く）なる程コンバータ３２の出力電圧を小さくするようにコンバータ３２を制御してもよい。以下では、このように調光が深くなる程コンバータ３２の出力電圧を小さくするようにコンバータ３２を制御する点灯モードを「ＤＣ調光モード」という。

選択回路７は、第１のグループの発光素子２１，２２と直列に接続された第１の個別スイッチ７１、および第２のグループの発光素子２３，２４と直列に接続された第２の個別スイッチ７２を有しており、第１のグループと第２のグループとを個別に選択する。さらに、選択回路７は、第１の個別スイッチ７１と発光素子２１，２２との間に挿入された抵抗７３、および第２の個別スイッチ７２と発光素子２３，２４との間に挿入された抵抗７４を有している。なお、抵抗７３，７４は電流制限用の限流要素として設けられており、抵抗の代わりにインダクタが限流要素として設けられていてもよいし、場合によっては限流要素は省略されていてもよい。

個別スイッチ７１，７２および後述の切替スイッチ６１，６２は、それぞれＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子からなり、制御部５の出力を受けて個別にオン・オフ制御される。

上記構成により、制御部５は、第１および第２の各個別スイッチ７１，７２のオン・オフ制御によって、第１および第２の両グループの発光素子２０を同時に点灯させる複数点灯モードと、片方のグループの発光素子２０のみ点灯させる単点灯モードとを切り替える。さらに、制御部５は、第１および第２の両個別スイッチ７１，７２をオフすることにより、スイッチング素子４の動作状態に関わらずに両グループの発光素子２０を非点灯とする非点灯モードにも切替可能である。

また、スイッチング素子４の制御によって切り替わる点灯モード（全点灯モード・調光点灯モード）と、個別スイッチ７１，７２の制御によって切り替わる点灯モード（複数点灯モード・単点灯モード・非点灯モード）とは適宜組み合わせ可能である。つまり、点灯装置１は、たとえば調光点灯モードと複数点灯モードとを組み合わせた点灯モードや、調光点灯モードと単点灯モードとを組み合わせた点灯モードで動作可能である。

図１において、サージ低減回路６は、サージ電流を低減させるインピーダンス素子としての第１および第２のインダクタ６３，６４と、インダクタ６３，６４の接続関係を切り替える第１および第２の切替スイッチ６１，６２とを有している。第１の切替スイッチ６１は、直流電源回路３と発光部２との間に挿入されており、第１のインダクタ６３は第１の切替スイッチ６１と並列に接続されている。第２の切替スイッチ６２は第２のインダクタ６４と直列に接続され、第２の切替スイッチ６２および第２のインダクタ６４の直列回路は、第１のインダクタ６３、第１の切替スイッチ６１と並列に接続されている。

これにより、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値は、第１の切替スイッチ６１がオンの状態で最小値（以下、「レベル１」という）となり、両切替スイッチ６１，６２がオフの状態で最大値（以下、「レベル３」という）となる。また、第１の切替スイッチ６１がオフ、第２の切替スイッチ６２がオンの状態で、インピーダンス値はレベル１とレベル３との間の値（以下、「レベル２」という）となる。このように、第１および第２の切替スイッチ６１，６２のオン・オフ状態によって、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値はレベル１〜３の３段階で段階的に切り替わる。

ところで、上述したように点灯モードを切替可能な点灯装置１は、調光点灯モードではサージ低減回路６のインピーダンスがサージ電流の低減に寄与するが、全点灯モードではサージ電流の影響はないので必要以上に大きなインピーダンスは単に損失増大の原因となる。また、点灯装置１は、調光点灯モードであっても、コンバータ３２の出力電圧が小さいＤＣ調光モードにあれば、発光部２の両端電圧の変化幅が小さいので、サージ電流の影響は小さく、必要以上に大きなインピーダンスは損失増大の原因となる。

そこで、本実施形態の点灯装置１は、サージ電流を低減可能としながらも損失を極力低減するために、以下の構成を採用している。

すなわち、本実施形態においては、制御部５は、サージ低減回路６を構成する切替部を兼ねており、第１および第２の切替スイッチ６１，６２をそれぞれオン・オフ制御することにより、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値を切り替える。ここで、制御部５は、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値を、点灯モードに応じて最適値となるように切り替える。

具体的には、制御部５は、調光点灯モード時にスイッチング素子４を駆動するＰＷＭ信号の有無によって、全点灯モードと調光点灯モードとを区別し、これらの点灯モードに応じてインピーダンス値を切り替える。さらに、制御部５は、第１および第２の個別スイッチ７１，７２のオン・オフ状態によって、複数点灯モードと単点灯モードと非点灯モードとを区別し、これらの点灯モードに応じてもインピーダンス値を切り替える。

ここにおいて、サージ電流を低減させるためのインピーダンス素子はインダクタ６３，６４であるので、サージ低減回路６のインダクタンス（インピーダンス値）が大きくなるほど、サージ電流成分は減少する。ただし、サージ低減回路６のインダクタンスが大きくなると、インダクタ６３，６４の誘導成分（Ｌ成分）と、容量性の素子である発光素子（有機ＥＬ）２０の容量成分（Ｃ成分）とが共振し、電流波形が大きく歪んだり振動したりする。したがって、サージ低減回路６のインダクタンスの最適値は、これらの歪みや振動が影響しない範囲において、サージ電流を最も小さく抑えられる値である。このことから、サージ低減回路６のインダクタンスの最適値は、並列に接続される発光素子２０の個数が増えて発光部２の容量成分が大きくなる程、低い値となる。

以下に、本実施形態の点灯装置１の動作について、第１〜第３の動作例を挙げて説明する。
（１）第１の動作例
この動作例では、スイッチング素子４の制御によって全点灯モード・調光点灯モードが切り替わり、個別スイッチ７１，７２の制御によって複数点灯モード・単点灯モード・非点灯モードが切り替わる場合を例示する。

まず、スイッチング素子４に対するＰＷＭ信号がない場合、制御部５は、点灯モードが全点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオンにする。つまり、全点灯モードのようにスイッチング素子４が連続的にオンする動作モードでは、サージ電流の影響がないので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最小のレベル１としてサージ低減回路６での損失を低減する。

一方、スイッチング素子４に対するＰＷＭ信号がある場合、制御部５は、点灯モードが調光点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオフにする。このとき、第１および第２の両個別スイッチ７１，７２がオンであれば、制御部５は、複数点灯モードであると判断し、第２の切替スイッチ６２をオンにする。つまり、複数点灯モードでは単点灯モードに比べ発光部２の容量成分が大きいので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスをレベル２に切り替え、サージ電流の低減を図りながらも、インダクタ６３，６４と発光部２（の容量成分）との共振を回避する。

これに対し、スイッチング素子４に対するＰＷＭ信号がある場合で、片方の個別スイッチ７１，７２がオンであれば、制御部５は、単点灯モードであると判断し、第１および第２の両切替スイッチ６１，６２をオフにする。つまり、単点灯モードでは複数点灯モードに比べ発光部２の容量成分が小さいので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最大のレベル３に切り替え、サージ電流の低減を図る。

なお、第１および第２の両個別スイッチ７１，７２がオフの場合、制御部５は、非点灯モードであると判断する。この場合、全発光素子２０が消灯状態であるので、サージ低減回路６のインピーダンスは関係しない。ただし、このとき、スイッチング素子４を含めて点灯装置１の回路を動作させたままにしておくことにより、個別スイッチ７１，７２のオン時に即座に発光素子２０を点灯させることができる。一方、このとき回路動作を停止させる制御を行うと、余計な損失を低減させることができる。
（２）第２の動作例
この動作例では、スイッチング素子４は考慮せず（常時オンまたは短絡とする）、個別スイッチ７１，７２の制御によって複数点灯モード・単点灯モード・非点灯モードが切り替わり、且つ全点灯モード・調光点灯モードが切り替わる場合を例示する。この場合、個別スイッチ７１，７２はスイッチング素子としての機能を兼ねている。つまり、制御部５は、第１および第２の各個別スイッチ７１，７２のデューティ比を変更するＰＷＭ制御を行うことにより、発光素子２０の光出力を変化させる調光点灯モードで点灯装置１を動作させることが可能である。

まず、いずれの個別スイッチ７１，７２に対するＰＷＭ信号もない場合で、少なくとも一方の個別スイッチ７１，７２がオンの場合、制御部５は、全点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオンにする。つまり、全点灯モードでは、サージ電流の影響がないので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最小のレベル１としてサージ低減回路６での損失を低減する。

一方、少なくとも一方の個別スイッチ７１，７２に対するＰＷＭ信号がある場合、制御部５は、調光点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオフにする。このとき、第１および第２の両個別スイッチ７１，７２に対するＰＷＭ信号があれば、制御部５は、複数点灯モードであると判断し、第２の切替スイッチ６２をオンにする。つまり、複数点灯モードでは単点灯モードに比べ発光部２の容量成分が大きいので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスをレベル２に切り替え、サージ電流の低減を図りながらも、インダクタ６３，６４と発光部２（の容量成分）との共振を回避する。

これに対し、片方の個別スイッチ７１，７２に対してのみＰＷＭ信号があれば、制御部５は、単点灯モード且つ調光点灯モードであると判断し、第１および第２の両切替スイッチ６１，６２をオフにする。つまり、単点灯モードでは複数点灯モードに比べ発光部２の容量成分が小さいので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最大のレベル３に切り替え、サージ電流の低減を図る。
（３）第３の動作例
この動作例では、スイッチング素子４の制御によって全点灯モード・調光点灯モードが切り替わり、さらに、調光が深くなる程コンバータ３２の出力電圧を小さくするＤＣ調光モードが選択可能な場合を例示する。なお、個別スイッチ７１，７２は考慮しない（常時オンまたは短絡とする）。

まず、スイッチング素子４に対するＰＷＭ信号がない場合、制御部５は、点灯モードが全点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオンにする。つまり、全点灯モードでは、サージ電流の影響がないので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最小のレベル１としてサージ低減回路６での損失を低減する。

一方、スイッチング素子４に対するＰＷＭ信号がある場合、制御部５は、点灯モードが調光点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオフにする。このとき、コンバータ３２の出力電圧が所定の閾値未満であれば、制御部５は、ＤＣ調光モードであると判断し、第２の切替スイッチ６２をオンにする。つまり、ＤＣ調光モードでは、ＰＷＭ制御時における発光部２の両端電圧の変化幅は小さいので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスをレベル２に切り替え、サージ電流の低減を図りながらも、サージ低減回路６での損失を低減する。

これに対し、スイッチング素子４に対するＰＷＭ信号がある場合で、コンバータ３２の出力電圧が所定の閾値以上であれば、制御部５は、ＤＣ調光モードにないと判断し、第１および第２の両切替スイッチ６１，６２をオフにする。つまり、ＤＣ調光モードになければＤＣ調光モードに比べてＰＷＭ制御時における発光部２の両端電圧の変化幅は大きいので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最大のレベル３に切り替え、サージ電流の低減を図る。

以上説明した本実施形態の点灯装置１によれば、サージ低減回路６は、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値を点灯モードに応じて切り替えるので、調光点灯モードと全点灯モードとではインピーダンス値が切り替えられることになる。すなわち、点灯装置１は、たとえば調光点灯モードではサージ低減回路６のインピーダンスを大きくしてサージ電流の低減を図り、全点灯モードではサージ低減回路６のインピーダンスを小さくして損失を低減することができる。同様に、点灯装置１は調光点灯モードであっても、ＤＣ調光モードになければサージ低減回路６のインピーダンスを大きくしてサージ電流の低減を図り、ＤＣ調光モードにあればサージ低減回路６のインピーダンスを小さくして損失を低減することができる。

結果的に、本実施形態の点灯装置１においては、サージ低減回路６のインピーダンス値が発光素子２０または直流電源回路３に流れるサージ電流の度合い（大きさ）に応じて切り替わるので、サージ電流を低減可能としながらも損失を極力低減することができる。サージ電流が低減されると、過電流による発光素子２０や直流電源回路３の劣化が防止され、点灯装置１の長寿命化につながる。このような点灯装置１を照明器具１０に備えることにより、信頼性の高い照明器具１０を提供することが可能になる。

さらに、本実施形態では、制御部５は、サージ低減回路６のインピーダンス値の切り替えを切替スイッチ６１，６２により簡単に行えるので、制御部５の回路構成を簡略化することができる。

また、本実施形態では、制御部５は、複数点灯モードか単点灯モードかによってもサージ低減回路６のインピーダンス値を切り替えている。つまり、制御部５は、単点灯モードに比べて、多くの発光素子２０が並列に接続されることになる複数点灯モードにおいては、サージ低減回路６のインダクタンスを単点灯モード時より小さくする。これにより、インダクタ６３，６４の誘導成分と発光素子２０の容量成分とが共振することを回避でき、結果的にサージ低減回路６の損失を低減することができる。

さらにまた、制御部５は、調光点灯モード時にスイッチング素子４を駆動するＰＷＭ信号の有無によって、全点灯モードと調光点灯モードとを区別し、これらの点灯モードに応じてインピーダンス値を切り替える。これにより、制御部５は、複雑な検出方法を用いることなく、ＰＷＭ信号の有無を検出するだけの簡単な方法で、それぞれの点灯モードに適したインピーダンス値に調節することができる。

また、サージ低減回路６のインピーダンス素子はインダクタであるので、インピーダンス素子が抵抗である場合に比べて、調光点灯モードにおいてもサージ低減回路６で生じる損失を小さく抑えることができる。

ここで、調光点灯モードにおいてスイッチング素子４を駆動するＰＷＭ信号は矩形波であるから、調光点灯モードにおいては発光素子２０または直流電源回路３の電圧波形が立ち上がり・立ち下がり時に急峻に変化する。そのため、調光点灯モードにおいては大きなサージ電流が生じやすく、サージ低減回路６のインピーダンス素子により得られるサージ電流の低減効果が大きくなる。また、発光素子２０は面状光源である有機ＥＬからなるので、容量成分が比較的大きく、大きなサージ電流が生じやすいので、サージ低減回路６のインピーダンス素子により得られるサージ電流の低減効果が大きくなる。

ところで、サージ低減回路６のインピーダンス素子としては、インダクタの代わりに抵抗が用いられてもよい。この場合、サージ低減回路６の抵抗値（インピーダンス）が大きくなるほど、サージ電流成分は減少する。ただし、サージ低減回路６の抵抗値が大きくなると、抵抗での損失が増大する。したがって、サージ低減回路６の抵抗値の最適値は、この損失が影響しない範囲において、サージ電流を最も小さく抑えられる値である。ここで、並列に接続される発光素子２０の個数が増えて発光部２の容量成分が大きくなる程、サージ電流を抑制するためには大きな抵抗値の抵抗が必要になる。そのため、インピーダンス素子に抵抗が用いられている場合、インピーダンス素子にインダクタが用いられている場合とは、上記第１の動作例および上記第２の動作例におけるサージ低減回路６の動作が異なる。

すなわち、インピーダンス素子に抵抗が用いられている場合、第１および第２の動作例において、点灯モードが調光点灯モードで且つ複数点灯モードであれば、制御部５は、第１および第２の両切替スイッチ６１，６２をオフにする。つまり、複数点灯モードでは単点灯モードに比べ発光部２の容量成分が大きいので、制御部５は、サージ低減回路６の抵抗値を最大のレベル３に切り替え、サージ電流の低減を図る。これに対し、点灯モードが調光点灯モードで且つ単点灯モードであれば、制御部５は、第１の切替スイッチ６１をオフ、第２の切替スイッチ６２をオンにする。つまり、単点灯モードでは複数点灯モードに比べ発光部２の容量成分が小さいので、制御部５は、サージ低減回路６の抵抗値をレベル２に切り替え、サージ電流の低減を図りながらも、サージ低減回路６での損失を低減する。

また、本実施形態の点灯装置１の具体的な回路構成は、図１に示す回路構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、サージ低減回路６は、図３に示すようにサージ電流を低減させるインピーダンス素子としてのインダクタ６３と、切替スイッチ６１とを１個ずつ有する構成であってもよい。図３では、切替スイッチ６１は、直流電源回路３と発光部２との間に挿入されており、インダクタ６３は切替スイッチ６１と並列に接続されている。

これにより、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値は、切替スイッチ６１がオンの状態で最小値となり、切替スイッチ６１がオフの状態で最大値となるように、２段階で切り替わる。なお、図３では、直流電源回路３の出力をオン・オフするスイッチング素子、およびスイッチング素子と切替スイッチ６１とのオン・オフ制御を行う制御部の図示を省略している。また、図３においては、発光素子２０は、第１〜第３のグループに分類され、第１〜第３のグループの発光素子２０が直流電源回路３の出力端間に互いに並列に接続されている。ここでは、第１〜第３の各グループの発光素子２０はそれぞれ１個の発光素子２１〜２３からなるが、これに限らず、複数個の発光素子２０の直列回路あるいは並列回路が各グループを構成していてもよい。

図３の構成においては、制御部は、調光点灯モードでは切替スイッチ６１をオフにしてサージ電流を低減させ、全点灯モードでは切替スイッチ６１をオンにして損失を低減させる。図３において、直流電源回路３の出力電圧はどのような波形であってもよく、出力電圧が一定の直流波形であってもよいし、矩形波、正弦波、台形波、三角波等であってもよい。

また、サージ低減回路６は、図４に示すように、直流電源回路３と発光部２との間に、サージ電流を低減させるインピーダンス素子としての第１および第２のインダクタ６３，６４が直列に接続されていてもよい。図４の例では、第１の切替スイッチ６１は第１のインダクタ６３と並列接続され、第２の切替スイッチ６２は第２のインダクタ６４と並列接続されている。第１のインダクタ６３と第２のインダクタ６４とは、インダクタンスが同値であってもよいが、ここでは第１のインダクタ６３の方がインダクタンスが大きく設定されている。

これにより、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値は、第１および第２の両切替スイッチ６１，６２がオンの状態で最小のレベル１となり、両切替スイッチ６１，６２がオフの状態で最大のレベル４となる。また、第１の切替スイッチ６１がオフ、第２の切替スイッチ６２がオンの状態で、インピーダンス値はレベル４よりやや小さいレベル３となる。さらに、第１の切替スイッチ６１がオン、第２の切替スイッチ６２がオフの状態で、インピーダンス値はレベル１とレベル３との間のレベル２となる。このように、図４の例では、第１および第２の切替スイッチ６１，６２のオン・オフ状態によって、直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値はレベル１〜４の４段階で段階的に切り替わる。

（実施形態２）
本実施形態の点灯装置は、複数のグループに分けられた複数個の発光素子に対して直流電源回路の出力がグループごとに印加されるように、スイッチング素子がグループごとに個別に設けられている点が実施形態１の点灯装置と相違する。

本実施形態では、発光素子２０は、図５に示すように第１〜第４のグループに分類され、各グループごとに個別にスイッチング素子４１〜４４（以下、各々を特に区別しないときには「スイッチング素子４」という）を介して直流電源回路３の出力端間に接続されている。ここでは、第１〜第４の各グループはそれぞれ１個の発光素子２０からなるが、これに限らず、複数個の発光素子２０の直列回路あるいは並列回路が各グループを構成していてもよい。なお、発光素子２０は図５ではリーク抵抗２０１、直列等価抵抗２０２、等価容量２０３を並列に接続した等価回路で表されている。

また、サージ低減回路６１０，６２０，６３０，６４０（以下、各々を特に区別しないときには「サージ低減回路６」という）は、第１〜第４の各グループに対応付けられ、対応するグループの発光素子２０と直流電源回路３との間にそれぞれ挿入されている。ここで、第１のグループに対応するサージ低減回路６１０はインダクタ６１１と切替スイッチ６１２とを有し、第２のグループに対応するサージ低減回路６２０はインダクタ６２１と切替スイッチ６２２とを有している。第３のグループに対応するサージ低減回路６３０はインダクタ６３１と切替スイッチ６３２とを有し、第４のグループに対応するサージ低減回路６４０はインダクタ６４１と切替スイッチ６４２とを有している。インダクタ６１１，６２１，６３１，６４１（以下、各々を特に区別しないときには「インダクタ６０１」という）はサージ低減回路６１０，６２０，６３０，６４０のインピーダンス素子を構成する。

各スイッチング素子４１〜４４および各切替スイッチ６１２，６２２，６３２，６４２（以下、各々を特に区別しないときには「切替スイッチ６０２」という）は、それぞれＭＯＳＦＥＴ等からなり、制御部５によって個別にオン・オフ制御される。

さらに、各グループごとにインダクタ６０１の両端間において、切替スイッチ６０２とそれぞれ直列接続されたインダクタ６１３，６２３，６３３，６４３は電流制限用の限流要素として設けられている。ただし、インダクタ６１３，６２３，６３３，６４３の代わりに抵抗が限流要素として設けられていてもよいし、場合によっては限流要素は省略されていてもよい。

ここで、サージ低減回路６は、対応するグループごとに決定される点灯モードに応じて、インピーダンス値の切り替えを行う。すなわち、たとえば第１のグループが調光点灯モードにあれば、制御部５は、切替スイッチ６１２をオフし、第１のグループに対応するサージ低減回路６１０のインピーダンス値を増大させることにより、第１のグループのサージ電流を低減する。一方、第１のグループが調光点灯モードになければ、制御部５は、切替スイッチ６１２をオンし、第１のグループに対応するサージ低減回路６１０のインピーダンス値を減少させることにより、第１のグループの損失を低減する。制御部５は、同様の切替スイッチ６０２の制御を、第２〜第４のグループに対しても独立して行う。

以上説明した本実施形態の点灯装置１によれば、制御部５は各グループ内で完結した細かいインピーダンス値の切り替え制御が可能となる。ここでは一例として、制御部５が、第１および第２のグループは全点灯モード、第３および第４のグループは調光点灯モードとなるようにスイッチング素子４を制御する場合について説明する。この場合、直流電源回路３と各グループの発光素子２０との間に共通のインピーダンス素子が接続されていると、第３および第４のグループのサージ電流は低減されるが、サージ電流の生じない第１および第２のグループの電流にも損失が発生する。これに対して、本実施形態の点灯装置１では、グループごとにサージ低減回路６のインピーダンス値が切り替えられるので、第３および第４のグループのサージ電流を低減しつつ、第１および第２のグループの損失低減も可能になる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態の点灯装置は、直流電源回路に流れる電流の単位時間当たりの変化量を測定する測定部を有し、測定部の測定結果に応じて、サージ低減回路のインピーダンス値が切り替わるように構成されている点が実施形態１の点灯装置と相違する。

本実施形態では、図６に示すよう直流電源回路３の負極側の出力端とスイッチング素子４との間に電流測定用の抵抗８１が挿入されており、測定部８２は、抵抗８１の両端電圧を微分する微分回路からなる。直流電源回路３と発光素子２０との間のインピーダンス値を切り替える切替部８３は、測定部８２の出力に接続されており、直流電源回路３に流れる電流の単位時間当たりの変化量に応じて第１および第２の切替スイッチ６１，６２をそれぞれオン・オフ制御する。

すなわち、切替部８３は、直流電源回路３を流れる電流の立ち上がり・立ち下がりの急峻さ、つまりサージ電流の度合いに応じてインピーダンス値を切り替えるので、より確実にそれぞれの点灯モードに適したインピーダンス値に調節することができる。ここで、切替部８３は、スイッチング素子４を駆動する信号の波形によらずにインピーダンス値を切り替えるので、スイッチング素子４の駆動波形がどのような波形であっても、また波形が状況により変化する場合でも、最適なインピーダンス値に調節可能である。

具体的には、切替部８３は測定部８２の測定結果に応じて、以下に説明するように第１および第２の切替スイッチ６１，６２をそれぞれオン・オフ制御する。

まず、測定部８２の測定結果（変化量）がゼロの場合、切替部８３は、点灯モードが全点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオンにする。つまり、全点灯モードでは、サージ電流の影響がないので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最小のレベル１としてサージ低減回路６での損失を低減する。

一方、測定部８２の測定結果がゼロではないものの所定の閾値未満であれば、切替部８３は、電流の立ち上がり・立ち下がりが比較的緩やかな調光点灯モードであると判断し、第１の切替スイッチ６１をオフ、第２の切替スイッチ６２をオンにする。つまり、電流の立ち上がり・立ち下がりが比較的緩やかな点灯モードでは、サージ電流の影響は小さいので、切替部８３は、サージ低減回路６のインダクタンスをレベル２に切り替え、サージ電流の低減を図りながらも、サージ低減回路６での損失を低減する。

これに対し、測定部８２の測定結果が所定の閾値以上であれば、切替部８３は、電流の立ち上がり・立ち下がりが比較的急峻な調光点灯モードであると判断し、第１および第２の両切替スイッチ６１，６２をオフにする。つまり、電流の立ち上がり・立ち下がりが比較的急峻な点灯モードでは、サージ電流の影響は大きいので、制御部５は、サージ低減回路６のインダクタンスを最大のレベル３に切り替え、サージ電流の低減を図る。

なお、測定部８２は、上記構成に限らず、たとえば発光素子２０に流れる電流の単位時間当たりの変化量を測定する構成であってもよい。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

また、実施形態２の構成と実施形態３の構成とは適宜組み合わせ可能である。

上記各実施形態では、発光素子２０は有機ＥＬからなる例を示したが、発光素子２０は、有機ＥＬに限らずたとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。発光素子２０は、有機ＥＬとＬＥＤとの組み合わせ、または、他の面状光源である無機ＥＬパネルや、ＬＥＤとＬＥＤの出射光を導光して面発光する導光板との組み合わせや、冷陰極蛍光灯を有する直下式またはエッジライト式面光源ユニット等であってもよい。

１ 点灯装置
３ （直流）電源回路
４，４１，４２，４３，４４ スイッチング素子
５ 制御部（切替部）
６，６１０，６２０，６３０，６４０ サージ低減回路
１０ 照明器具
２０，２１，２２，２３，２４ 発光素子
６１，６２，６０２，６１２，６２２，６３２，６４２ 切替スイッチ
６３，６４，６０１，６１１，６２１，６３１，６４１ インダクタ
８３ 切替部
１００ 器具本体

Claims (11)

1. 発光素子に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路と前記発光素子との間に挿入され前記発光素子への前記電源回路の出力を制御するスイッチング素子と、インピーダンス素子を有し前記電源回路と前記発光素子との間に挿入されるサージ低減回路とを備え、
   前記スイッチング素子のスイッチングにより前記発光素子の光出力を変化させる調光点灯モードと前記スイッチング素子が連続的にオンする全点灯モードとを含む複数の点灯モードで動作可能であって、
   前記サージ低減回路は、前記電源回路と前記発光素子との間のインピーダンス値を前記点灯モードに応じて切り替える切替部を有し、
   前記切替部は、少なくとも前記調光点灯モードと前記全点灯モードとで前記インピーダンス値を切り替えることを特徴とする点灯装置。
2. 前記サージ低減回路は、前記電源回路と前記発光素子との間において前記インピーダンス素子の接続関係を切り替える切替スイッチとを有し、前記切替部は前記切替スイッチを制御することにより前記インピーダンス値を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 複数のグループに分けられた複数個の前記発光素子に対して前記電源回路の出力が前記グループごとに印加されるように、前記スイッチング素子は前記グループごとに個別に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点灯装置。
4. 前記サージ低減回路は、前記複数の前記グループの各々に対応付けられ、対応する前記グループの前記発光素子と前記電源回路との間にそれぞれ挿入されており、対応する前記グループごとに決定される前記点灯モードに応じて前記インピーダンス値を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の点灯装置。
5. 前記切替部は、前記調光点灯モード時に前記スイッチング素子を駆動する信号の有無に応じて、前記インピーダンス値を切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の点灯装置。
6. 前記切替部は、前記調光点灯モード時に前記スイッチング素子を駆動する信号が与えられている前記スイッチング素子の個数に応じて、前記インピーダンス値を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の点灯装置。
7. 前記切替部は、前記発光素子と前記電源回路との少なくとも一方に流れる電流の単位時間当たりの変化量に応じて、前記インピーダンス値を切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の点灯装置。
8. 前記インピーダンス素子はインダクタであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の点灯装置。
9. 前記調光点灯モード時に前記スイッチング素子を駆動する信号は矩形波であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の点灯装置。
10. 前記発光素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の点灯装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の点灯装置と、前記発光素子が設けられた器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
    

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