特許 7030313 調光電源装置および光源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-25

(45)【発行日】2022-03-07

(54)【発明の名称】調光電源装置および光源装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/165 20200101AFI20220228BHJP

   H05B 47/17 20200101ALI20220228BHJP

【ＦＩ】

H05B47/165

H05B47/17

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020530163

(86)(22)【出願日】2019-07-08

(86)【国際出願番号】 JP2019026946

(87)【国際公開番号】W WO2020013110

(87)【国際公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-03-04

(31)【優先権主張番号】P 2018132171

(32)【優先日】2018-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】300074101

【氏名又は名称】株式会社レイマック

(74)【代理人】

【識別番号】100121337

【弁理士】

【氏名又は名称】藤河 恒生

(74)【代理人】

【識別番号】100094248

【弁理士】

【氏名又は名称】楠本 高義

(74)【代理人】

【識別番号】100185454

【弁理士】

【氏名又は名称】三雲 悟志

(72)【発明者】

【氏名】椎原 貴幸

(72)【発明者】

【氏名】竹森 雅光

(72)【発明者】

【氏名】堀内 俊博

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－００５４７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４７／１６５

Ｈ０５Ｂ ４７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内から外に露出するように複数個の端子が配置されたトリガー入力用コネクタと、
前記筐体内に配置され、前記複数個の端子のうち少なくとも一の端子に入力された信号が入力されるトリガー入力回路と、
前記筐体内に配置され、前記複数個の端子のうち少なくとも前記一の端子に入力された信号が入力されるＦＰＧＡ書き込み可能化回路と、
前記筐体内に配置され、ＦＰＧＡ書き込みモードでは前記ＦＰＧＡ書き込み可能化回路の出力信号を入力して回路構成が書き換えられ、調光モードでは前記トリガー入力回路の出力信号をトリガーとして入力して光源を調光する調光用ＦＰＧＡを備えることを特徴とする調光電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載の調光電源装置において、
前記トリガー入力回路に前記一の端子に入力された信号が入力されるフォトカプラを備えたことを特徴とする調光電源装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の調光電源装置において、
前記トリガー入力用コネクタは、前記ＦＰＧＡ書き込みモードと前記調光モードの切り替えのための切り替え用端子を有することを特徴とする調光電源装置。

【請求項4】

請求項３に記載の調光電源装置において、
前記ＦＰＧＡ書き込み可能化回路はトライステートバッファを含み、
前記切り換え用端子から前記トライステートバッファに所定信号が入力されることで、前記ＦＰＧＡ書き込みモードになることを特徴とする調光電源装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載の調光電源装置と、
前記調光電源装置に接続され、前記調光用ＦＰＧＡによって調光される光源を備えることを特徴とする光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、調光用ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を備えた調光電源装置およびその調光電源装置を備えた光源装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ＬＥＤなどを調光する調光電源装置に調光用ＦＰＧＡが備えられているものが存在する（下記特許文献１参照）。この調光電源装置は、記憶部に記憶された制御プログラムを変更することで回路構成を変更することができるため、求められる調光態様にあわせて制御プログラムを設計し、製造時に記憶部に書き込む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開ＷＯ２０１４／０４５６４７（段落００３２、図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、調光電源装置の製造後に制御プログラムを書き換えたい場合がある。調光用ＦＰＧＡに書き換え用のコントローラを接続するために、調光電源装置を覆う筐体の蓋を開けたり筐体自体を取り外したりする必要がある。そのため、制御プログラムの書き換えの作業性が低下する。

【0005】

本発明の目的は、容易に調光用ＦＰＧＡの書き換えが可能な調光電源装置およびその調光電源装置を備えた光源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の調光電源装置は、筐体、トリガー入力用コネクタ、フォトカプラ、ＦＰＧＡ書き込み可能化回路、および調光用ＦＰＧＡを備える。トリガー入力用コネクタは、筐体内から外に露出するように複数個の端子が配置されている。フォトカプラは、複数個の端子のうち少なくとも一の端子に入力された信号が入力される。ＦＰＧＡ書き込み可能化回路は、フォトカプラに接続された一の端子に接続されている。調光用ＦＰＧＡは、ＦＰＧＡ書き込みモードではＦＰＧＡ書き込み可能化回路の出力信号を入力して回路構成が書き換えられ、調光モードではフォトカプラの出力信号をトリガーとして入力して光源を調光する。

【0007】

トリガー入力用コネクタは、ＦＰＧＡ書き込みモードと調光モードの切り替えのための切り替え用端子を有する。ＦＰＧＡ書き込み可能化回路はトライステートバッファを含み、切り換え用端子からトライステートバッファに所定信号が入力されることで、ＦＰＧＡ書き込みモードになる。

【0008】

本発明の光源装置は、上記調光電源装置、および調光長電源装置に接続され、調光用ＦＰＧＡによって調光される光源を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、安全に調光用ＦＰＧＡの書き換えが可能な調光電源装置およびその調光電源装置を備えた光源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本願の調光電源装置の構成を示す図である。

【図2】本願の調光電源装置のトリガー入力回路の構成を示す図である。

【図3】本願の調光電源装置のＦＰＧＡ書き換え可能化回路の構成を示す図である。

【図4】光源の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態に係る調光電源装置および光源装置について図面を参照して説明する。

【0012】

図１に示す本願の調光電源装置１０は、筐体１２、調光用ＦＰＧＡ１４、複数個の端子Ｐ１～Ｐ９が配置されたトリガー入力用コネクタ１６、トリガー入力用コネクタ１６と調光用ＦＰＧＡ１４の間に接続されるトリガー入力回路１８、トリガー入力用コネクタ１６と調光用ＦＰＧＡ１４の間に接続されるＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０、および光源ドライバー２２を備える。

【0013】

筐体１２は、例えば、直方体状になっており、調光用ＦＰＧＡ１４、トリガー入力回路１８、ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０、光源ドライバー２２などの電子回路や部品を収納する箱体である。筐体１２は、調光電源装置１０を操作するためのボタンや必要情報を表示するためのディスプレイを備えてもよい。

【0014】

調光用ＦＰＧＡ１４は、演算回路２４と記憶部２６を備える。記憶部２６は、制御プログラムを記憶している。演算回路２４が、記憶部２６に記憶された制御プログラムを参照し、光源３２に印加する電圧を調節するための信号を光源ドライバー２２に出力する。調光用ＦＰＧＡ１４は、制御プログラムを変更することで調光用ＦＰＧＡ１４の回路構成を変更することができ、光源３２の調光態様を変更することができる。

【0015】

調光用ＦＰＧＡ１４は、光源３２を調光する調光モードと制御プログラムを変更するＦＰＧＡ書き込みモードで動作する。同時に２つの動作モードで調光用ＦＰＧＡ１４が駆動することは無く、いずれかの動作モードに切り替えて調光用ＦＰＧＡ１４が駆動する。

【0016】

トリガー入力用コネクタ１６は、複数個の端子Ｐ１～Ｐ９が筐体１２の内部から外部に露出するように設けられている。トリガー入力用コネクタ１６は、筐体１２の内部でトリガー入力回路１８とＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０に接続され、筐体１２の外部で２種類の装置に接続される得るものである。その２種類の装置の１つはトリガーを入力するための装置であり、他の１つは調光用ＦＰＧＡ１４を書き換えるための信号を入力するための装置である。それぞれの装置は、従来から使用されている調光するためにトリガーを出力する装置や制御プログラムを書き換えるコントローラを使用することができ、コンピュータやＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などが含まれる。

【0017】

トリガー入力用コネクタ１６と調光用ＦＰＧＡ１４の間にトリガー入力回路１８とＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０が並列に接続されている。複数の端子Ｐ１～Ｐ９の中のある端子にトリガー入力回路１８とＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０のそれぞれの入力端側が接続されている。図１においては、その端子は端子Ｐ３～Ｐ６の４つである。調光用ＦＰＧＡ１４はいずれか一方の回路１８、２０の出力端側からの出力信号で光源３２の調光または制御プログラムの書き換えをおこなう。

【0018】

トリガー入力用コネクタ１６は、複数個の端子Ｐ１～Ｐ９の中に調光用ＦＰＧＡ１４のモードを切り替えるために使用される切り換え用端子が含まれる。この切り換え用端子は、上記端子Ｐ３～Ｐ６とは異なる端子を使用する。本実施形態では、端子Ｐ９が切り換え用端子である。ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０の入力端側が端子Ｐ９に接続されている。端子Ｐ９に入力される信号によって、ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０の起動と停止が切り換えられる。ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０が起動すると、ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０から調光用ＦＰＧＡ１４に信号が入力され、調光用ＦＰＧＡ１４はＦＰＧＡ書き込みモードになる。調光用ＦＰＧＡ１４が書き込みモードになると、トリガー入力用回路１６からの信号を受信しないまたは受信してもキャンセルする。ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０から調光用ＦＰＧＡ１４に信号が入力されていないときは、調光用ＦＰＧＡ１４は調光モードであり、光源３２を調光する。

【0019】

トリガー入力回路１６は、トリガーが端子Ｐ３～Ｐ６に入力されたとき、調光用ＦＰＧＡ１４に所定の電圧でトリガー入力し、調光用ＦＰＧＡ１４を駆動させる回路である。トリガー入力を４チャンネルで行うとすると、図２に示すように、トリガー入力回路１８は同一の回路を４つ使用する。その回路は、フォトカプラＰＣとバッファＢ１を備える。各回路のフォトカプラＰＣは、端子Ｐ２を共通端子とし、さらに端子Ｐ３～６のいずれかに接続されている。図２のフォトカプラＰＣは、２つの発光ダイオードを逆並列接続しているが、１つの発光ダイオードを使用したフォトカプラであってもよい。

【0020】

図２のトリガー入力回路１８は、トリガーが入力されるとフォトカプラＰＣがオンになり、バッファＢ１に入力される電位がグランドレベルになる。なお、所定電位のパルスをトリガーとして使用する。また、トリガーが未入力の時はバッファＢ１に入力される電位が電源Ｖ１からの電位になる。この電位の変化によってバッファＢ１の出力が変化し、調光用ＦＰＧＡ１４にトリガー入力をおこなう。本実施形態は、４チャンネルのトリガー入力により、調光用ＦＰＧＡ１４が光源３２の調光方法を変更する。

【0021】

トリガー入力回路１８は、フォトカプラＰＣを使用して絶縁することで、トリガー入力回路１８と他の回路とのグランドレベルの違いによる誤動作を防止している。また、バッファＢ１を使用することで、バッファＢ１の上流側と下流側の相互の影響を無くしている。なお、図２において４つのバッファＢ１があるが、１つまたは２つのＩＣに集積されていてもよい。

【0022】

ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０は、筐体１２の外部にある制御プログラムを書き換えるための装置を調光用ＦＰＧＡ１４に接続するための回路である。そのため、ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０は、ＪＴＡＧ（Joint Test Action Group）のインターフェースである。図３に示すように、端子Ｐ３がＴＣＫ(Test Clock)、端子Ｐ４がＴＭＳ(Test Mode Select)、端子Ｐ５がＴＤＩ(Test Data In)、端子Ｐ６がＴＤＯ(Test Data Out)の信号の端子になっており、それらにＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０の入力端側が接続されている。

【0023】

各端子Ｐ３～Ｐ６にダイオード（ショットキーバリアダイオードを含む）Ｄ１とトライステートバッファ(tri state buffer）Ｂ２の直列回路が接続されている。ダイオードＤ１のカソードが端子Ｐ３～Ｐ６に接続されており、アノードがトライステートバッファＢ２に接続されている。端子Ｐ３～Ｐ５に信号が入力されると、信号の電位レベルに応じてトライステートバッファＢ２に入力される電位が変化する。本実施形態において、端子Ｐ３～Ｐ５に入力される電位は０～正電位とすると、トライステートバッファＢ２に入力される電位は０または電源Ｖ２からの電位である。この電位変化に応じてトライステートバッファＢ２の出力が変化し、調光用ＦＰＧＡ１４に制御プログラムを書き換えるための信号を入力することができる。また、端子Ｐ６はＴＤＯであるため、他のトライステートバッファＢ２とは入出力の向きが逆になっており、ダイオードＤ１とトライステートバッファＢ２の間に電源Ｖ２の電位が入力されることもない。なお、図３のＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０における４つのトライステートバッファＢ２は１つのＩＣに集積されていてもよい。

【0024】

トライステートバッファＢ２に端子Ｐ９および電源Ｖ２が接続されている。トライステートバッファＢ２に電源Ｖ２の電位が入力されているときは、トライステートバッファＢ２はオフになっている。この状態でＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０は動作せず、制御プログラムの書き換えはできない。トライステートバッファＢ２に端子Ｐ９から所定の信号、本実施形態においてはグランドレベルの信号が入力されるとトライステートバッファＢ２がオンになり、ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０が駆動する。ＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０から調光用ＦＰＧＡ１４に信号が入力されると調光用ＦＰＧＡ１４は書き換えモードになる。そのため、この端子Ｐ９はモードの切り替え用の端子となっている。

【0025】

トリガー入力用コネクタ１６の端子Ｐ１～Ｐ９はトリガー入力用の装置に接続するものである。そのため、制御プログラムを書き換えるための装置がトリガー入力用コネクタ１６の端子Ｐ１～Ｐ９に直接接続できない場合、アダプター回路を介して接続する。この場合、トリガー入力用コネクタ１６に入力できる電圧レベルに変換できるレベルシフターをアダプター回路の中に含める。これによって異なる装置を１つの端子Ｐ１～Ｐ９に接続し、端子数が増加するのを防止している。

【0026】

トリガー入力用コネクタ１６の各端子Ｐ１～Ｐ９について表１にまとめる。上述したように、端子Ｐ３～Ｐ６にトリガー入力回路１６とＦＰＧＡ書き込み可能化回路２０の両方が接続されている。端子Ｐ９がグランドレベルか否かよって調光モードとＦＰＧＡ書き込みモードが切り換えられる。なお、端子Ｐ１は電源Ｖ０の電圧が入力され、端子Ｐ７、Ｐ８は電源Ｖ０または筐体内部のグランドレベルに接続される。端子Ｐ２は調光モードのときに各チャネルＣＨ１～ＣＨ４の共通端子ＣＯＭとして利用される。トリガー入力の時は端子Ｐ９が未接続になり、制御プログラムの書き換え時は端子Ｐ２が未接続になる。

【0027】

【表1】

【0028】

光源ドライバー２２は、調光用ＦＰＧＡ１４の出力に応じて光源３２に所定の電圧を印加するための回路である。光源ドライバー２２と光源３２との間に端子２８を設け、それらを接続する。

【0029】

本願の光源装置３０は、上記調光電源装置１０の光源ドライバー２２に光源３２が接続されており、調光電源装置１０によって光源３２が調光される。図４に示すように、複数の発光ダイオードを直並列に並べた回路で光源３２を構成することができる。

【0030】

次に本実施形態の調光電源装置１０の動作について説明する。トリガー入力をするための装置がトリガー入力用コネクタ１６に接続された場合、端子Ｐ３～Ｐ６にトリガーが入力される。そして、トリガー入力回路１８から調光用ＦＰＧＡ１４にトリガー入力され、調光用ＦＰＧＡ１４によって光源３２が調光される。トリガー入力用コネクタ１６に制御プログラムを書き換えるため装置が接続されると端子Ｐ９がグランドレベルになり、ＦＰＧＡ書き換え可能化回路２０のトライステートバッファＢ２が起動する。トライステートバッファＢ２が起動した状態で端子Ｐ３～Ｐ５に制御プログラム書き換えるための信号を入力することで調光用ＦＰＧＡ１４に信号が出力され、ＦＰＧＡ書き換えモードになる。調光用ＦＰＧＡ１４は書き換え用の信号によって制御プラグラムが書き換えられる。

【0031】

以上のように、本発明の調光用電源装置１０は、筐体１２を開けずに調光用ＦＰＧＡ１４の制御プログラムを書き換えることができるため、制御プログラムの書き換えの作業性が良い。端子Ｐ１～Ｐ９は、筐体１２の外部に露出しているが、ＦＰＧＡ書き換え可能化回路２０を起動させるための信号が入力されない限り調光用ＦＰＧＡ１４の回路構成を誤って変更されにくい。従来あるトリガーを入力するための端子Ｐ３～Ｐ６は、制御プログラムを書き換えるためにも使用されているため、装置構成が複雑になりにくい。

【0032】

本願は上記の実施形態に限定されるものではない。たとえば、トリガーは４チャンネル入力であったが、８チャンネル入力や１６チャンネル入力であってもよい。チャンネル数に応じてトリガー入力用コネクタ１６の端子数を変更する。

【0033】

ＦＰＧＡ書き換え可能化回路２０の回路構成によっては、端子Ｐ３～Ｐ６に入力する信号レベルを変更してもよい。たとえば、０～正電圧以外に負電圧～０や負電圧から正電圧の信号を端子Ｐ３～Ｐ６に入力してもよい。

【0034】

以上、本発明の実施形態に係る調光電源装置および光源装置について説明したが、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

【符号の説明】

【0035】

１０：調光電源装置
１２：筐体
１４：調光用ＦＰＧＡ
１６：トリガー入力用コネクタ
１８：トリガー入力回路
２０：ＦＰＧＡ書き換え可能化回路
２２：光源ドライバー
２４：演算回路
２６：記憶部
２８：端子
３０：光源装置
３２：光源
Ｐ１～Ｐ９：端子
Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２：電源
ＰＣ：フォトカプラ
Ｂ１、Ｂ２：バッファ
Ｄ１：ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】