JP2005235691A - 照明器具およびリモコン送信器 - Google Patents

Abstract

【課題】 壁調光スイッチが予め備わっている場所であっても取り付けることができる調光可能な照明器具を提供する。
【解決手段】 交流電源３の定格電圧値が電源電圧Ｖ_oとして入力され、直流電圧変換素子１により、電圧値を保持したまま直流電圧に変換される。そして、このような定格電圧値と同等の直流入力電圧Ｖ_inを、定格電圧値と同等の入力電圧値を許容するＤＣ−ＤＣコンバータを含むＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力側に印加する。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２においては、入力された定格電圧値と同等の直流入力電圧Ｖ_inが、定格電圧値より低い電圧で駆動する素子の許容電圧Ｖ_outに降圧されて出力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２から出力された電圧により制御回路４の素子を駆動し、照明部６の調光を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、調光可能な照明器具および複数の照明器具を遠隔操作するためのリモコン送信器に関する。

調光可能な照明器具の中には、リモコン送信器を有し、または汎用のリモコン送信器／受信器を後付けして、点灯／消灯切り替えや調光制御を遠隔操作により行うことが可能な照明器具およびリモコン送信器が公知である（例えば、特許文献１参照）。一方で、電源からの電力を直接制御することにより調光を行う、壁等に設けられた壁調光スイッチも公知である。
特開２００３−１００１３９号公報

しかし、このようなリモコン送信器（後付けであるか否かを問わない）による調光機能等の機能が付加された照明器具は、壁調光スイッチが予め備わっている場所には、異常発熱の危険性があり、取り付けられないという問題があった。というのも、このような機能を付加し、かつ、小型化および省電力化のために、定格電圧（例えば、交流１００Ｖ±１０％）より低い所定の許容電圧（例えば、直流５Ｖ）で駆動する素子（調光用のマイコン等）を使用している。つまり、コンセント等の交流電源から得られた定格電圧から当該素子の入力電圧である所定の許容電圧まで電圧を下げる必要があるため、ＣＲ共振回路を用いているが、このＣＲ共振回路が異常発熱の原因を招いていた。

図５は従来のリモコン調光機能付き照明器具の電源モジュール近傍の概略回路図である。図５に示すように、電圧降下のためのＣＲ共振回路１０１と、定電圧化のための三端子レギュレータ（パワーＩＣ）１０２とで構成されている。このような電源モジュールは、例えば、定格電圧である電源電圧Ｖ_o＝ＡＣ１００Ｖ（所定周波数（例えば、６０Ｈｚ））をＣＲ共振回路１０１により、三端子レギュレータ１０２の入力電圧Ｖ_inとしてＤＣ約７〜１２Ｖ程度に降下させ、三端子レギュレータ１０２により、出力電圧Ｖ_outとしてＤＣ５Ｖに定電圧化するものである。

このようなＣＲ共振回路１０１を用いて電圧降下を得る場合、電源電圧の有する周波数λは一定であり、この周波数に基づいてＣＲ共振回路１０１のコンデンサ１０３の容量および抵抗１０４の抵抗値が設定されている。すなわち、所定の周波数λを有する定格電圧が電源電圧Ｖ_oとして入力することが前提となっている。一方、壁調光スイッチは、トライアック等を用いて電源電圧のトリガオン時間を制御する。図６はトライアックによる電源電圧制御波形を示す図である。図６（ａ）は電源電圧波形（調光最大時を示すものであり、電源電圧波形のゼロクロス時と同時にトリガオンする）であり、図６（ｂ）は調光時の波形（電源電圧波形のゼロクロス時から所定期間ｔ_g経過後にトリガオンする））である。図６に示すように、壁調光スイッチによる調光時においては、もとの電源電圧波形とは異なり、電源電圧周波数が見かけ上、高周波側（短波長側）にシフトすることとなる（図６（ｂ）の波長λ’）。これにより、ＣＲ共振回路１０１の合成抵抗値が低下するため、抵抗１０４を流れる電流が増大し、抵抗１０４が異常発熱してしまうという問題があった。

この際、壁調光スイッチを常に最大にした状態で使用するとした場合であっても、経年変化により壁調光スイッチを最大にしても完全に電源電圧と一致しなくなったり、誤って操作したまま気付かなかったりすることもあるため、壁調光スイッチが備わっている場所に上記のような機能を持つ照明器具を取り付けることは、非常に危険であった。

また、上記のようなリモコン送信器を備えた照明器具においては、照明器具ごとに専用の、または、後付けのリモコン送信器が１つずつ必要となり、複数の照明器具を点灯させるのにいちいちリモコン送信器を持ち替える必要があり、煩雑であった。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、壁調光スイッチが予め備わっている場所であっても取り付けることができる調光可能な照明器具を提供することを第１の課題とする。

また、本発明は、複数の照明器具を操作可能なリモコン送信器を提供することを第２の課題とする。

第１の課題を解決するために、本発明に係る照明器具は、交流電源の定格電圧値より低い電圧で駆動する素子を介して照明部を調光可能な照明器具であって、前記交流電源の交流電圧を直流電圧に変換する直流電圧変換素子と、前記定格電圧値と同等の入力電圧値を許容するＤＣ−ＤＣコンバータとを具備し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧として前記直流電圧変換素子において変換された直流電圧を入力し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧として前記定格電圧値より低い電圧で駆動する素子の許容電圧に降圧して出力するものである。

上記構成の照明器具によれば、交流電源の定格電圧値が電源電圧として入力され、直流電圧変換素子により、電圧値を保持したまま直流電圧に変換される。そして、このような定格電圧値と同等の直流電圧を、定格電圧値と同等の入力電圧値を許容するＤＣ−ＤＣコンバータの入力側に印加する。ＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、入力された定格電圧値と同等の直流電圧が、定格電圧値より低い電圧で駆動する素子の許容電圧に降圧されて出力される。ＤＣ−ＤＣコンバータから出力された電圧により素子を駆動し、照明部の調光を制御する。

このように、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いることにより、ＣＲ共振回路が不要となるため、例え、壁調光スイッチの操作により入力電圧波形（周波数）が変化しても、発熱する抵抗が存在しない以上、発熱が生じないため、安全に照明器具を使用することができる。

したがって、本発明に係る調光可能な照明器具においては、壁調光スイッチが予め備わっている場所であっても取り付けることができる。

好ましくは、前記照明部への入力電圧を制御するトライアックを具備し、前記トライアックのゲートに付加する制御信号を前記トライアックの作動期間内において断続させるように構成される。

この場合、交流電源と照明部とがトライアックを介して接続される。そして、トライアックのゲートに制御回路からの制御信号が入力されることにより、照明部の点灯制御が行われる。交流電源からの入力電圧（交流）の極性が切り替わってから（ゼロクロスしてから）所定期間経過後にゲートにトリガを掛けトライアックをオンさせることにより、照明部に電圧が印加され、点灯する。ゼロクロスからゲートにトリガを掛けるまでの期間を変化させることにより照明部への電力供給量を変化させ、調光することができる。なお、トライアックは、入力電圧がゼロクロスするまでオンを維持し、ゼロクロス時にオフされる。

ところで、照明部がオンする際に、定常的な電流よりもはるかに大きい電流（突入電流）が短時間流れることがある。このような突入電流が流れると、負荷の抵抗が一定であるため、相対的に電圧が降下する。この電圧降下現象により、トライアックに印加する電圧が０に近づき、ゼロクロスの状態が引き起こされて、トライアックがオフしてしまう場合がある。この場合でも、入力電圧の極性が切り替わり（もとから想定されているゼロクロスを過ぎて）、所定期間を経ることにより、再びトライアックがオンされるが、トライアックがオンした途端に突入電流が再び生じ、再度トライアックはオフしてしまう。したがって、上記のような現象が繰り返されることとなるため、設計通りの調光が行えないばかりか、ちらつきの原因となったり、照明部の点灯が持続されず、明滅を繰り返してしまう場合も生じ得る。

そこで、トライアックのゲートトリガを入力電圧の極性が切り替わるまで断続的に加えることにより、トライアックにおける想定外のオフ動作を未然に防止し、設計通りの調光を行うことができる。

第２の課題を解決するために、本発明に係るリモコン送信器は、複数の照明器具を遠隔操作するためのリモコン送信器であって、前記複数の照明器具のうち、いずれの照明器具を操作するかを切り替える器具切り替えスイッチと、操作するごとに、複数の照明状態のうちのいずれかに切り替える状態切り替えスイッチとを具備するものである。

上記構成のリモコン送信器によれば、器具切り替えスイッチにより、操作する照明器具を選択切り替えし、状態切り替えスイッチを押下することにより、器具切り替えスイッチにより選択されている照明器具において予め定められている複数の照明状態（点灯、消灯、調光、間引き点灯等）のいずれかに切り替わる。

このように、器具切り替えスイッチを有することにより、１つのリモコン送信器で複数の照明器具を操作することができる。さらに、状態切り替えスイッチを用いて照明状態の切り替えを行うことにより、１つのスイッチで複数の照明器具にそれぞれ設定されている様々な照明パターンの切り替えを容易に行うことができる。

本発明に係る照明器具によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いることにより、ＣＲ共振回路が不要となるため、例え、壁調光スイッチの操作により入力電圧波形（周波数）が変化しても、発熱する抵抗が存在しない以上、発熱が生じないため、安全に照明器具を使用することができる。したがって、本発明に係る調光可能な照明器具においては、壁調光スイッチが予め備わっている場所であっても取り付けることができる。

また、本発明に係るリモコン送信器によれば、器具切り替えスイッチを有することにより、１つのリモコン送信器で複数の照明器具を操作することができる。さらに、状態切り替えスイッチを用いて照明状態の切り替えを行うことにより、１つのスイッチで複数の照明器具にそれぞれ設定されている様々な照明パターンの切り替えを容易に行うことができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る照明器具の概略ブロック図であり、図２は図１の照明器具の電源モジュール近傍の概略回路図である。

本実施形態に係る照明器具は、図１および図２に示すように、交流電源３の定格電圧値Ｖ_oより低い電圧Ｖ_outで駆動する素子を含む制御回路４を介して白熱電灯等の照明部６を調光可能な照明器具であって、前記交流電源３の交流電圧を直流電圧に変換する直流電圧変換素子１と、前記定格電圧値Ｖ_oと同等の入力電圧値を許容するＤＣ−ＤＣコンバータ２１を含むＤＣ−ＤＣコンバータ回路２とを具備し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧Ｖ_inとして前記直流電圧変換素子１において変換された直流電圧を入力し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力電圧Ｖ_outとして前記定格電圧値Ｖ_oより低い電圧で駆動する素子の許容電圧に降圧して出力するものである。本実施形態においては、図２に示すように、直流電圧変換素子１として、ダイオード１０を用いている。また、本実施形態においては、リモコン送信器（後述する図３等）からの信号を受信するアンテナ７が制御回路４に接続されており、リモコン送信器からの信号に基づいて照明部６を制御可能に構成されている。

上記構成の照明器具によれば、交流電源３の定格電圧値が電源電圧Ｖ_oとして入力され、直流電圧変換素子１により、電圧値を保持したまま直流電圧に変換される。本実施形態においては、ダイオード１０により、極性の片側のみを取り出すことにより直流化している。そして、このような定格電圧値と同等の直流電圧を、定格電圧値と同等の入力電圧値Ｖ_inを許容するＤＣ−ＤＣコンバータ２１の入力側に印加する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１においては、入力された定格電圧値と同等の直流入力電圧Ｖ_inが、定格電圧値より低い電圧で駆動する素子の許容電圧Ｖ_outに降圧されて出力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１から出力された電圧Ｖ_outにより制御回路４の素子（マイコン等）を駆動し、照明部６の調光を制御する。

このように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を用いることにより、ＣＲ共振回路が不要となるため、例え、壁調光スイッチ（図示せず）の操作により入力電圧波形（周波数）が変化しても、発熱する抵抗が存在しない以上、発熱が生じないため、安全に照明器具を使用することができる。

したがって、本発明に係る調光可能な照明器具においては、壁調光スイッチが予め備わっている場所であっても取り付けることができる。

また、本実施形態における照明器具は、図１に示すように、前記照明部６への入力電圧を制御するトライアック５を具備し、前記トライアック５のゲートＧに付加する制御回路４からの制御信号を前記トライアック５の作動期間内において断続させるように構成される。なお、本実施形態においては、トライアック５と並列にサージアブソーバ８が接続されており、電圧を緩やかに変化させる役割を有している。

この場合、交流電源３と照明部６とがトライアック５を介して接続される。そして、トライアック５のゲートＧに制御回路４からの制御信号が入力されることにより、照明部６の点灯制御が行われる。交流電源３からの入力電圧（交流）の極性が切り替わってから（ゼロクロスしてから）所定期間ｔ_g経過後にゲートにトリガを掛けトライアック５をオンさせることにより、照明部６に電圧が印加され、点灯する。ゼロクロス時からゲートＧにトリガを掛けるまでの期間ｔ_gを変化させることにより照明部６への電力供給量を変化させ、調光することができる。なお、トライアック５は、入力電圧がゼロクロスするまでオンを維持し、ゼロクロス時にオフされる。

ところで、照明部６がオンする際に、定常的な電流よりもはるかに大きい電流（突入電流）が短時間流れることがある。このような突入電流が流れると、負荷の抵抗が一定であるため、相対的に電圧が降下する。この電圧降下現象により、トライアック５に印加する電圧が０に近づき、ゼロクロスの状態が引き起こされて、トライアック５がオフしてしまう場合がある。この場合でも、入力電圧の極性が切り替わった後（すなわち、もとから想定されているゼロクロスを過ぎた後）、所定期間ｔ_gを経ることにより、再びトライアック５がオンされるが、トライアック５がオンした途端に突入電流が再び生じ、再度トライアック５はオフしてしまう状況を生じ得る。このように、上記のような現象が繰り返されると、設計通りの調光が行えないばかりか、ちらつきの原因となったり、照明部６の点灯が持続されず、明滅を繰り返してしまう場合も生じ得る。

そこで、本実施形態においては、トライアック５のゲートトリガを入力電圧の極性が切り替わるまで断続的に加えることにより、トライアック５における想定外のオフ動作を未然に防止し、設計通りの調光を行うことができる。

図３は本実施形態の照明器具におけるトライアックの制御信号の様子を示す図である。上から順に、入力電力波形、制御信号パルスおよびトライアック５の動作状態（電力供給状態）を示している。図３に示すように、各ゼロクロス時刻ｔ₀₁，ｔ₀₂，…から所定期間ｔｇ経過後の各ゲートオン時刻ｔ_g1，ｔ_g2，…において、トライアック５にゲートトリガを掛けるべく、制御信号パルスを断続的に入力させる。例えば、ゲートトリガを１００μ秒間隔で断続的に入力すべく制御する。このための制御信号は、制御回路４においてマイコン等により予め設定される。これにより、上記電圧降下現象が生じても再びトライアック５をオンすべく制御信号が入力されるため、トライアック５のオフ動作を未然に防止したり、トライアック５がオフしてしまった場合であってもすぐにオンさせることができる。

次に、第２実施形態として第１実施形態の照明器具に使用可能なリモコン送信器について説明する。図４は本発明の第２実施形態に係るリモコン送信器３０の概略図である。

本実施形態に係るリモコン送信器は、図４に示すように、複数の照明器具を遠隔操作するために信号送信部３１から制御信号を送信可能なリモコン送信器３０であって、前記複数の照明器具のうち、いずれの照明器具を操作するかを切り替える器具切り替えスイッチ３２と、操作するごとに、複数の照明状態のうちのいずれかに切り替える状態切り替えスイッチ３３とを具備するものである。

なお、本実施形態においては、器具切り替えスイッチ３２が、照明器具ごとに割り振りが可能な割当てボタン３２１，…，３２６により構成されている。また、割り振られた照明器具すべてを同時に操作可能な一括ボタン３４およびすべての照明器具を一括で消灯するための全切ボタン３５も具備している。そして、リモコン受信側である複数の照明器具において、照明器具ごとに割当てボタン３２１，…，３２６のいずれに割り当てるかを予め設定しておく（割当てボタン３２１，…，３２６ごとに異なるＩＤが設定されている）。なお、用いられる複数の照明器具は、リモコン送信器３０の状態切り替えスイッチ３３の操作に基づいて所定の照明状態切り替え（例えば、状態切り替えスイッチ３３を押下するごとに、全灯点灯→間引き点灯（２灯／４灯）→消灯→全灯点灯→…）が行われるように設定される。

上記構成のリモコン送信器３０によれば、器具切り替えスイッチ３２により（割当てボタン３２１，…．３２６のいずれかを押下することにより）、操作する照明器具を選択し、切り替える。なお、器具切り替えスイッチ３２の操作時に、信号送信部３１から器具選択信号を送信し、該当する照明器具の受信部のみ状態切り替え信号（後述）を受信可能に待機させる（状態切り替えスイッチ３３の操作において送信される信号は、選択された照明器具のＩＤによらず同じ信号となる）こととしてもよいし、器具切り替えスイッチ３２の操作により、該当するＩＤ情報を状態切り替えスイッチ３３の操作時に信号送信部３１から送信される信号内に含めることとしてもよい（状態切り替えスイッチ３３の操作において送信される信号は、選択されている照明器具のＩＤごとに異なる信号となる）。

ここで、現在選択されている照明器具を表示する表示部を設けてもよい。具体的には、例えば、割当てボタン３２１，…，３２６がボタンの押下によりそれぞれ発光可能とする構成であってもよい。

その後、状態切り替えスイッチ３３を押下することにより、信号送信部３１から器具切り替えスイッチ３２により選択されている照明器具に状態切り替え信号が送信され、当該照明器具に予め定められている複数の照明状態（点灯、消灯、調光、間引き点灯等）のいずれかに切り替わる。状態切り替えスイッチ３３を押下している間は無段階調光を行うこととしてもよい。

なお、信号送信部３１から送信される信号は、電波であってもよいし、赤外線であってもよい。状態切り替えスイッチ３３の操作において送信される信号が選択された照明器具のＩＤによらず同じ信号である場合には、広い指向性を有し、比較的届く範囲の広い電波を用いることが好ましい。状態切り替えスイッチ３３の操作において送信される信号が選択されている照明器具のＩＤごとに異なる信号となる場合には、指向性は強い（狭い）が、混信が少なく取り扱い易い赤外線を用いることも実用的である。

このように、器具切り替えスイッチ３２を有することにより、１つのリモコン送信器３０で複数の照明器具を操作することができる。さらに、状態切り替えスイッチ３３を用いて照明状態の切り替えを行うことにより、１つのスイッチで複数の照明器具にそれぞれ設定されている様々な照明パターンの切り替えを容易に行うことができる。

なお、本実施形態においては、器具切り替えスイッチ３２として複数の割当てボタン３２１，…，３２６を例示したが、これには限定されず、例えば、１つのボタンを押下するごとに操作する照明器具が切り替わる構成、数字入力ボタンと表示部とを有し、照明器具ごとに割り当てられた数字を入力ボタンにより入力することで操作する照明器具が切り替わる構成、レバーまたはスライド操作により回路接点が切り替わって、操作する照明器具が切り替わる構成等、種々適用可能である。

また、本実施形態のリモコン送信器３０は、前述した第１実施形態の照明器具のみならず、リモコン送信器３０の信号を受信可能（リモコン送信器３０の信号により動作可能）な信号受信部（第１実施形態においてはアンテナ７）を有する種々の照明器具に適用可能である。また、リモコン送信器３０とリモコン送信器３０の信号を受信可能に設計された後付け用の汎用リモコン受信器とを組み合わせた汎用リモコン送受信システムとして構成してもよい。

本発明の第１実施形態に係る照明器具の概略ブロック図である。 図１の照明器具の電源モジュール近傍の概略回路図である。 本実施形態の照明器具におけるトライアックの制御信号の様子を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るリモコン送信器の概略図である。 従来のリモコン調光機能付き照明器具の電源モジュール近傍の概略回路図である。 トライアックによる電源電圧制御波形を示す図である。

符号の説明

１ 直流電圧変換素子
２ ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
３ 交流電源
５ トライアック
６ 照明部
１０ ダイオード
２１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
３０ リモコン送信器
３２ 器具切り替えスイッチ
３３ 状態切り替えスイッチ
３２１，３２２，３２３，３２３，３２４，３２５，３２６ 割当てボタン
Ｖ_o 定格電圧（電源電圧）
Ｖ_in 入力電圧
Ｖ_out 出力電圧

Claims (3)

1. 交流電源の定格電圧値より低い電圧で駆動する素子を介して照明部を調光可能な照明器具であって、
   前記交流電源の交流電圧を直流電圧に変換する直流電圧変換素子と、
   前記定格電圧値と同等の入力電圧値を許容するＤＣ−ＤＣコンバータとを具備し、
   前記ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧として前記直流電圧変換素子において変換された直流電圧を入力し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧として前記定格電圧値より低い電圧で駆動する素子の許容電圧に降圧して出力することを特徴とする照明器具。
2. 前記照明部の入力電圧を制御するトライアックを具備し、前記トライアックのゲートに付加する制御信号を前記トライアックの作動期間内において断続させることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 複数の照明器具を遠隔操作するためのリモコン送信器であって、前記複数の照明器具のうち、いずれの照明器具を操作するかを切り替える器具切り替えスイッチと、操作するごとに、複数の照明状態のうちのいずれかに切り替える状態切り替えスイッチとを具備することを特徴とするリモコン送信器。