JP2007173037A

JP2007173037A - 照明制御装置

Info

Publication number: JP2007173037A
Application number: JP2005369149A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Tanigawa; 哲也谷川; Junro Nanahara; 淳郎七原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷と位相制御により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置において、安価かつ高精度にＰＷＭ信号を位相制御信号に変換することのできるものとする。
【解決手段】照明制御装置１は、調光操作のための操作部２と、操作部の操作に応じてＰＷＭ信号を発生させるＰＷＭ信号発生器３と、ＰＷＭ信号発生器から出力されるＰＷＭ信号を位相制御電圧に変換して出力する変換器４とを備え、位相制御電圧により調光制御される照明負荷Ａと、ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷Ｂとを同一系統で制御するものであって、変換器４は、タイマ部４１とマイコン４２とを備え、タイマ部４１が測定するＰＷＭ信号のオンデューティ時間から、マイコン４２がＰＷＭ信号を位相制御信号に変換して出力する。これにより、変換器４に、従来必要とされたＤＣ変換部が不要となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、白熱灯や蛍光灯等の複数種の照明負荷を同一系統で調光制御する照明制御装置に関する。

一般に、白熱灯から発せられる光は、空間に暖かみを与え、居住者に落ち着きやくつろぎ感を与えてくれる。一方、蛍光灯から発せられる光は、空間全体を均一に明るく照らし出し、居住者に涼しげでさわやかなイメージを与えてくれる。近年では、白熱灯及び蛍光灯の両者の特徴を活かし、同一居住空間に白熱灯及び蛍光灯の、それぞれ複数の照明器具を配置することにより、居住者が空間演出を楽しんだり、より快適な生活空間を作りだすことができるようにする照明システムの提案がなされている。

上記の照明器具の明るさを変化させる調光制御には複数の方式が知られている。例えば、白熱灯の調光制御については、半導体を用いた位相制御により、ランプ電力を直接制御する方式が用いられ、また、蛍光灯の調光制御については、上記位相制御方式のほか、電子安定器にＰＷＭ（パルス幅変調）信号を与えて、このＰＷＭ信号のオンデューティに応じてランプ電流を変化させて調光する方式が一般的に用いられている。特許文献１又は２に示される照明制御装置は、このような、方式の異なる複数の照明負荷を、一つの操作系で一括して扱うことができるものである。前記照明制御装置は、図７に示されるように、操作部（フェーダ１０２）からの操作に応じて第１の調光信号であるＰＷＭ信号を発生させる調光信号発生器（ＰＷＭ調光器１０１）と、ＰＷＭ信号を第２の調光信号である位相制御電圧に変換して出力する変換器１０３と、を備え、ＰＷＭ信号により調光制御される第１の照明負荷である蛍光灯１０５と、位相制御電圧により位相制御される第２の照明負荷である白熱灯１０４と、を同一系統で制御するものである。

前記照明制御装置において、変換器１０３は、フォトカプラと、ＤＣ変換部と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）と、Ａ／Ｄコンバータと、半導体スイッチ素子と、を備える。ＰＷＭ調光器１０１から出力されたＰＷＭ信号は、フォトカプラで絶縁入力され、ＤＣ変換部で整流・平滑され、Ａ／Ｄコンバータでデジタル値に変換されて、マイコンに入力される。マイコンは、ＰＷＭ信号のオンデューティ時間に応じて、半導体スイッチ素子を動作させてゲート信号を出力することで、ＰＷＭ信号を位相制御電圧に変換する。そして、この位相制御電圧によって白熱灯１０４は調光制御される。
特開２００１-１２６８７９号公報特開平９−２８２９１５号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される照明制御装置において、ＤＣ変換部には、例えば、ローパスフィルタ等の部品が必要であり、照明制御装置のコストアップとなる可能性がある。また、前記ローパスフィルタに高周波の強い方形波が入力されたとき、高周波成分を完全に取り去るのは困難であり、ノイズによる信号の揺らぎが生じて、ＰＷＭ信号のオンデューティ時間が正確にマイコンに入力されず、ＰＷＭ信号から位相制御電圧への変換の精度が不十分となる虞があり、変換器から出力される位相制御電圧が不安定になって、照明負荷がチラツク等により、居住者が安定した照明環境を得られないことがあり得る。本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷と位相制御電圧により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する装置において、安価かつ高精度にＰＷＭ信号を位相制御に変換することができる照明制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、調光操作のための操作部と、この操作部の操作に応じてＰＷＭ信号を発生させるＰＷＭ信号発生器と、このＰＷＭ信号発生器から出力されるＰＷＭ信号を位相制御電圧に変換して出力する変換器と、を備え、ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷と、位相制御電圧により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置であって、前記変換器は、ＰＷＭ信号のオンデューティ時間を計測するタイマ部と、このタイマ部により計測されたオンデューティ時間に基づいて、ＰＷＭ信号を位相制御信号に変換するマイコンと、を備えたものである。

請求項１の発明によれば、変換器は、タイマ部が測定するＰＷＭ信号のオンデューティ時間に基づいて、マイコンがＰＷＭ信号を位相制御電信号に変換して、位相制御電圧を出力するため、従来の照明制御装置の変換器において用いられたＤＣ変換部が不要となり、照明制御装置のコストアップを抑えることができる。また、ＤＣ変換に伴うノイズによる信号の揺らぎが生じることもなく、ＰＷＭ信号を正確に読み込んで、精度良く位相制御電圧に変換して出力することができる。

本発明の一実施形態に係る照明制御装置１について、図１を参照して説明する。本実施形態に係る照明制御装置１は、調光操作のための操作部２と、この操作部２の操作に応じてＰＷＭ信号を発生させるＰＷＭ信号発生器３と、このＰＷＭ信号発生器３から出力されるＰＷＭ信号を位相制御信号へと変換して位相制御電圧を出力する変換器４と、を備え、位相制御電圧により位相制御される照明負荷Ａと、ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷Ｂとを同一系統で制御する照明制御装置である。なお、照明負荷Ａには、例えば、白熱灯器具等が、照明負荷Ｂには、例えば、蛍光灯インバータ器具等が用いられる。図２は、本実施形態における、ＰＷＭ信号発生器３が出力し、変換器４又は照明負荷Ｂに入力されるＰＷＭ信号の波形の例を示している。ＰＷＭ信号は、一定周波数の電圧信号であり、一定周期Ｔのパルスにおけるオン期間をＰＷＭ信号のオンデューティ時間という。以下、本実施形態による照明制御装置1の具体的詳細を説明する。

変換器４は、図３に示されるように、タイマ部４１と、マイクロコンピュータ４２（以下、マイコン４２という）と、フォトカプラ４３と、半導体スイッチ素子４４と、から構成される。上記ＰＷＭ信号発生器３が出力したＰＷＭ信号はマイコン４２に入力され、マイコン４２はＰＷＭ信号の立ち上がりエッジを認識して、タイマ部４１にタイマカウント開始命令を出す。このタイマカウント開始命令を受けたタイマ部４１は、タイマクロックに同期して、カウントアップしていく。

次に、マイコン４２はＰＷＭ信号の立下りエッジを認識して、タイマ部４１にカウント停止命令を出す。そして、タイマ部４１は、タイマカウント開始命令からタイマカウント停止までのタイマ時間を記憶する。また、マイコン４２は、図４に例示されるように、タイマ時間に応じた、位相制御時間をテーブル化して記憶しており、タイマ部４１が記憶したタイマ時間を読み取るとともに、このタイマ時間に応じた位相制御時間のテーブルを参照して、位相制御時間を決定する。そして、決定された位相制御時間の位相制御信号は、フォトカプラ４３を通じて半導体スイッチ４４へと絶縁入力される。半導体スイッチ４４は、入力された位相制御信号のＯＮ／ＯＦＦに基づき、負荷電源５から照明負荷Ａへ供給される位相制御電圧の点弧角を変化させる。また、タイマ部４１には、マイコン４２の持つタイマ機能を利用することもできる。

また、本実施形態に係る照明制御装置１において、ＰＷＭ信号発生器３は、図５に示されるように、操作部２から送信されるスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、ボリュームのアナログ値、センサ電圧などの操作信号を読み取り、この操作信号に応じたオンデューティ時間のＰＷＭ信号を変換器４又は照明負荷Ｂへと出力する。操作部２から出力されるスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、ボリュームのアナログ値、センサ電圧等の操作信号とＰＷＭ信号発生器３が出力するＰＷＭ信号のオンデューティ時間との関係は、図６に例示されるように、予めテーブル化して定められており、ＰＷＭ信号発生器３は、このテーブルに従って、ＰＷＭ信号のオンデューティ時間を決定する。

本実施形態において、ＰＷＭ信号発生器３は、複数のＰＷＭ信号ドライバを備えており、複数種のＰＷＭ信号を適宜に出力することができ、ＰＷＭ信号は、上記実施形態の変換器４又は照明負荷Ｂのみに限定して出力されるものではなく、多種類の照明負荷に出力される場合もある。また、ＰＷＭ信号ドライバは、操作部２からの操作信号に応じて、多様なオンデューティ時間のＰＷＭ信号を出力するため、照明負荷Ｂを調光制御するＰＷＭ信号と変換器４に入力されるＰＷＭ信号とは、同一のものとなる場合もあれば、異なるものとなる場合もある。

以上のように、本実施形態に係る照明制御装置１は、変換器４は、タイマ部４１とマイコン４２とを備え、タイマ部４１が測定するＰＷＭ信号のオンデューティ時間から、マイコン４２が、ＰＷＭ信号を位相制御信号に変換するので、従来の照明制御装置の変換器において用いられたＤＣ変換部が不要となり、照明制御装置１のコストアップを抑えることができる。また、ＤＣ変換に伴うノイズによる信号の揺らぎが生じることもなく、ＰＷＭ信号を正確に読み込んで、精度良く位相制御電圧に変換して出力することができる。これにより、ＰＷＭ信号のオンデューティ時間が一定であるときは、位相制御電圧が安定し、照明負荷Ａがチラツキを生じることもなく、居住者は安定した照明環境を得ることができる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、本照明制御装置において、ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷が白熱灯である場合や、位相制御電圧により位相制御される照明負荷が蛍光灯である場合も想定され、照明負荷には白熱灯や蛍光灯を用いられるのみならず、発光ダイオード等が用いられる場合もある。

本発明の一実施形態における照明制御装置のブロック図。ＰＷＭ信号のオンデューティ時間を説明する図。同上装置における変換器の動作説明図。同上装置におけるタイマ時間と位相制御時間との関係を例示する図。同上装置における操作部及びＰＷＭ信号発生器の動作説明図。同上装置における操作信号とＰＷＭ信号のオンデューティ時間との関係を例示する図。従来の照明制御装置の構成図。

符号の説明

１照明制御装置
２操作部
３ＰＷＭ信号発生器
４変換器
４１タイマ部
４２マイコン
Ａ位相制御電圧により調光制御される照明負荷
ＢＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷

Claims

調光操作のための操作部と、この操作部の操作に応じてＰＷＭ信号を発生させるＰＷＭ信号発生器と、このＰＷＭ信号発生器から出力されるＰＷＭ信号を位相制御電圧に変換して出力する変換器と、を備え、ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷と、位相制御電圧により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置であって、
前記変換器は、ＰＷＭ信号のオンデューティ時間を計測するタイマ部と、このタイマ部により計測されたオンデューティ時間に基づいて、ＰＷＭ信号を位相制御信号に変換するマイクロコンピュータと、を備えたことを特徴とする照明制御装置。