JP2009081008A - 点灯状態表示装置及び点灯状態表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】調光制御されている放電灯の点灯状態を検出して表示する、簡易な構成かつ低コストの点灯状態表示装置を提供する。
【解決手段】出力表示器２００ａ（点灯状態表示装置）は、出力を調光制御される放電灯４２が発生した光を受光し、受光した放電灯４２の光に含まれる赤外線を検出する赤外線検出部２１０ａと、放電灯４２の出力状態を表示する表示部２３０ａと、赤外線検出部２１０ａによって検出された赤外線の検出結果に基づいて放電灯４２の出力状態を判定し、出力状態の判定結果に基づいて放電灯４２の出力状態を表示部２３０ａに表示させるマイクロコンピュータ２２０とを備える。このため、出力表示器２００ａは、簡易な構成、かつ低コストで、調光制御されている放電灯４２の点灯状態を検出して表示することができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、調光制御される放電灯の出力状態を表示する点灯状態表示装置に関する。

近年の省エネへの取り組みは、各業界で様々な形態で行われている。照明装置（照明器具）に至っては、施設に必ず設置され、且つ、施設で使用している電力の大半を消費している。このため、省エネ効果を上げるためには、照明装置の照度を適切に設定することが望ましい。現在まで連続調光機能や段調光機能を持った照明器具を設置することにより、省エネ効果が得られてきた（例えば特許文献１）。

上記のように連続調光や段調光された照明器具の点灯状態、即ち点灯しているランプの明るさをランプが装着されている照明器具を見ただけで判断することは難しい。更に点灯状態を表示するためには専用の表示装置が必要であり、高価であった。
特開２００３−１３３０８５号公報

この発明は、簡易な構成、かつ低コストで、調光制御されている放電灯の点灯状態を検出して表示する点灯状態表示装置の提供を目的とする。

この発明の点灯状態表示装置は、
出力を調光制御される放電灯が発生した光を受光し、受光した前記放電灯の光に含まれる赤外線を検出する赤外線検出部と、
前記放電灯の出力状態を表示する表示部と、
前記赤外線検出部によって検出された赤外線の検出結果に基づいて前記放電灯の前記出力状態を判定し、前記出力状態の判定結果に基づいて前記放電灯の前記出力状態を前記表示部に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする。

この発明により、簡易な構成、かつ低コストで、調光制御されている放電灯の点灯状態を検出して表示する点灯状態表示装置を提供できる。

実施の形態１．
図１〜図６を用いて実施の形態１を説明する。実施の形態１は、調光制御されている放電灯から赤外線を受光し、受光した赤外線の検出結果に基づいて放電灯の出力状態を判定し、判定した出力状態を表示する出力表示器（点灯状態表示装置）に関する。この出力表示器により、簡単な構成で放電灯の点灯状態を知ることができる。以下、図を参照して実施の形態１を説明する。

図１は、実施の形態１における照明システム１０００（点灯状態表示システム）を示す図である。照明システム１０００は、自己に装着されたランプ（放電灯）を調光制御可能な照明器具１１０ａ〜１１０ｄと、出力表示器２００ａとを備える。各照明器具は、後述の放電灯点灯装置１００ａを備えている。

図２は、照明システム１００の配線を示した図である。図２は、照明器具１１０ａ〜１１０ｄ、電源スイッチ２（壁スイッチ）、及び出力表示器２００ａの配線関係を示す配線図である。図２は図１に対応し、電源スイッチ２はスイッチボックス３００に収納され、出力表示器２００ａはスイッチボックス２８０に収納された場合を示している。出力表示器２００ａは、後述する図４に示す構成であるが、図２では３つのＬＥＤと赤外線受光窓（フォトダイオード２１１）のみを示して簡略化している。出力表示器２００ａは、赤外線受光部にて放電灯の発する赤外線を受光し、受光した赤外線の検出結果に基づいて放電灯の出力状態を判定し、判定結果をＬＥＤの点灯状態として表示する。例えば、出力表示器２００ａは、放電灯の出力状態が高出力（明るい）と判定した場合は３つのＬＥＤを点灯させ、放電灯の出力状態が中程度の出力と判定した場合は２つのＬＥＤを点灯させ、放電灯の出力状態が低度の出力（暗め）と判定した場合は１つのみＬＥＤを点灯させる。出力表示器２００ａは放電灯からの赤外線を受光して制御するものであるから、照明器具から見通しのよい位置に配置することが好ましいが、必ずしも全ての照明器具を見通しできる位置に配置する必要はない。

図２に示すように、複数の照明器具１１０ａ〜１１０ｄは、交流電源１に並列に接続している。そして、出力表示器２００ａは、交流電源１に対して照明器具と並列に接続する。また、出力表示器２００ａは、スイッチボックス２８０に格納され、壁に配置される。

図３は、壁に埋め込まれたスイッチボックス２８０（出力表示器２００ａを格納している）の構造を示す図である。図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。Ａ−Ａ断面図では出力表示器２００ａの内部構造は省略してある。図３は、図２に示す出力表示器２００ａの具体的な形態を示している。出力表示器２００ａを１個用スイッチボックス２８０に収納し、表面に表示素子であるＬＥＤを配置し、また、放電灯からの赤外線を受光する受光窓（フォトダイオードが組み込まれている）を設けてある。

図４は、放電灯点灯装置１００ａと、出力表示器２００ａとの回路構成を示す図である。図４は図１に対応する。上記のように、図１の各照明器具１１０ａ等は、放電灯点灯装置１００ａを備えている。図４は、例えば照明器具１１０ａの備える放電灯点灯装置１００ａを抜き出して、出力表示器２００ａと共に回路構成を示した場合である。

次に図４を用いて放電灯点灯装置１００ａ、出力表示器２００ａの構成を説明する。なお、本実施の形態の特徴は出力表示器２００ａにあるので、放電灯点灯装置１００ａは、簡単に説明する。

（放電灯点灯装置１００ａの構成）
まず、放電灯点灯装置１００ａを説明する。放電灯点灯装置１００ａは、整流回路１０、アクティブフィルタ回路２０、インバータ回路３０、負荷回路４０、制御電源回路５０、電源同期回路６０、ドライブ回路７０、不揮発性メモリ８１を備えたマイクロコンピュータ８０、ランプ検出回路９０を備える。マイクロコンピュータは、以下、マイコンという場合がある。
（１）整流回路１０は、ダイオードブリッジである。整流回路１０は、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う回路である。
（２）アクティブフィルタ回路２０は、チョークコイル２１、ダイオード２２、コンデンサ２３、スイッチング素子２４を備える。アクティブフィルタ回路２０は、電源電圧波形に沿ってスイッチング素子２４によりスイッチングを行うことにより、電源電圧を所定の直流電圧に昇圧すると共に入力電流波形を整形して力率を改善する回路である。
（３）インバータ回路３０は、アクティブフィルタ回路２０で昇圧された直流電圧を、ドライブ回路７０から出力される逆極性の電圧でスイッチング素子３１、３２を交互にスイッチングすることにより、高周波電圧を発生させる回路である。
（４）負荷回路４０は、インダクタ４１、放電灯４２、コンデンサ４３、４５、抵抗４４を備える。負荷回路４０は、インダクタ４１、コンデンサ４３の共振を利用して、放電灯４２（以下、ランプという場合がある）を点灯させる回路である。
（５）ドライブ回路７０は、マイコン８０から出力される制御信号に基づき、インバータ回路３０のスイッチング素子３１，３２を交互にスイッチングさせる回路である。
（６）電源同期回路６０は、商用電源（交流電源１）のＯＮ、ＯＦＦ（電源スイッチ２のオン、オフ）を検出する回路である。
（７）ランプ検出回路９０は、商用電源（交流電源１）から抵抗３３インダクタ４１、ランプフィラメント、抵抗４４、ランプフィラメントを介して、ランプの有無を検出する回路である。ランプ検出回路９０は、ランプ（放電灯４２）が装着されている場合にはＨレベルを出力し、ランプ（放電灯４２）が装着されていない場合にはＬレベルを出力する。マイコン８０は、ランプ検出回路９０からＨレベル信号あるいはＬレベル信号を入力することにより、放電灯４２が装着されているかどうかを判定可能である。
（８）制御電源回路５０は、マイコン８０を駆動する電源回路である。制御電源回路５０は、商用電源（交流電源１）がＯＦＦされた後も、５秒程度はマイコン８０が動作できる電力を保持する回路である。
（９）マイコン８０は、インバータ回路３０の周波数制御および電源同期回路６０から送される電源ＯＮ、ＯＦＦ信号の判定などを行う。放電灯点灯装置１００ａでは、マイコン８０が、電源スイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ操作を検出し、ＯＮ、ＯＦＦ操作に対応した放電灯の出力モードを設定し、その設定した出力モードで放電灯を点灯させる。出力表示器２００ａは、その調光制御された放電灯の赤外線を検出して、出力状態をＬＥＤに表示する。具体的には、マイコン８０は、プログラムされた所定の電源スイッチ２のＯＮ，ＯＦＦ操作を検出すると、予めプログラム組み込まれているプログラムに従って、所定の出力モードを設定し、設定した出力モードに対応する「制御信号」をドライブ回路７０に出力する。ドライブ回路７０は、マイコン８０から制御信号を入力すると、制御信号に従ってインバータ回路３０のスイッチング素子３１，３２を駆動する。これによりインバータ回路３０が所定の発振周波数で発振し、放電灯が前記制御信号に対応する出力で点灯する。これにより、放電灯４２が調光制御される。

（マイコン８０による調光制御方式）
図５を参照してマイコン８０による調光制御方式を説明する。図５に示すように、放電灯点灯装置１００ａの動作状態で、電源スイッチ２の所定の操作を行う。ここで「電源スイッチ２の所定の操作」とは、図５に示すように、「０．１ｓ以上３ｓ以内のＯＦＦ」（Ａ）の後、「０．１ｓ以上３ｓ以内のＯＮ」（Ｂ）、さらにその後「０．１ｓ以上３ｓ以内のＯＦＦ」（Ｃ）の操作をいう。この「電源スイッチ２の所定の操作」を行うことにより、その後（操作（Ｃ）の後）の３ｓ後に所定の出力設定となる。マイコン８０の動作で説明すれば次の様である。電源同期回路６０は電源スイッチ２のＯＮ、ＯＦＦを検出し、ＯＮ、ＯＦＦに対応した信号をマイコン８０に出力する。マイコン８０は、電源同期回路６０から入力した信号に基づき、図５に示す「電源スイッチ２の所定の操作」かどうかを判定する。マイコン８０は、「電源スイッチ２の所定の操作」と判定した場合は、操作（Ｃ）終了後から３秒が経過したときに、予め設定されている調光率に対応する制御信号を生成してドライブ回路７０に出力し、ドライブ回路７０にインバータ回路３０を駆動させる。

図６は、放電灯の点灯周波数と調光度の関係を示す図である。マイコン８０は、予め設定されている調光率として図６のようなテーブルを不揮発性メモリ８１に備えており、このテーブルに従ってドライブ回路７０に出力する制御信号を生成する。マイコン８０は、例えば、「電源スイッチ２の所定の操作」を検出するごとに調光率を全光、中出力、低出力、全光、中出力、低出力・・・と循環するように設定する。

（出力表示器２００ａの構成）
出力表示器２００ａは、赤外線検出部２１０ａと、マイコン２２０（表示制御部）と、表示部２３０ａと、表示器電源２４０とを備える。
（１）赤外線検出部２１０ａは、フォトダイオード２１１、プリアンプ２１２、抵抗、複数のフィルタ回路２１５を備えている。フォトダイオード２１１は、点灯状態を表示する対象となる放電灯が発生する赤外線を受光して電気信号に変換する。プリアンプ２１２は、フォトダイオード２１１により変換された信号を増幅する。各フィルタ回路は、赤外線検出部２１０ａの出力した信号を入力し、特定の周波数の信号を通過させる。
（２）表示部２３０ａは、複数のＬＥＤから構成される。
（３）マイコン２２０は、フィルタ回路を通過した信号の強度と周波数とから放電灯の点灯状態（出力状態）を判断し、点灯状態を表示部２３０ａに表示させる。また、マイコン２２０は不揮発性メモリ２２１を備える。
（４）表示器電源２４０は、マイコン２２０や表示素子であるＬＥＤ、赤外線検出部２１０の電源となる。

（出力表示器２００ａの動作）
出力表示器２００ａは、図１のように、通常、調光制御機能を有する複数の照明器具とともに使用されるが、照明器具は１台の場合でも構わない。
（１）まず、赤外線検出部２１０ａのフォトダイオード２１１が、調光制御可能な放電灯の発した光に含まれる赤外線を受光し、電気信号に変換する。
（２）プリアンプ２１２は、フォトダイオード２１１により変換された電気信号を増幅する。
（３）プリアンプ２１２により増幅された電気信号は、それぞれのフィルタ回路に入力され、フィルタ特性に合致する周波数の信号がマイコン２２０に入力される。
（４）マイコン２２０は、フィルタ回路から入力した信号の周波数及び強度とに基づいて、放電灯の出力状態を判定し（マイコン２２０は判定基準を不揮発性メモリ２２１に格納している）、判定結果に従って、ＬＥＤを点灯させる。例えば、マイコン２２０は、フィルタ回路１（放電灯は高出力とする）から信号が入力された場合にはＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を全部点灯させ、フィルタ回路２（放電灯は中出力とする）から入力された場合にはＬＥＤ１、ＬＥＤ２を点灯させ、フィルタ回路３（放電灯は低出力とする）から入力された場合にはＬＥＤ１のみ点灯させる制御を行なう。

以上の出力表示器２００ａにより、調光制御される放電灯の調光状態を簡単な構成で表示できる出力表示器を提供することができる。

実施の形態２．
図７を参照して実施の形態２を説明する。実施の形態２は、２段調光をおこなう放電灯点灯装置１００ｂと、出力表示器２００ｂとを備えた照明システムを説明する。システム構成は図１と同様である。放電灯点灯装置１００ｂは、実施の形態１の放電灯点灯装置１００ａと調光制御方式（出力設定方式）が異なる。出力表示器２００ｂは、実施の形態１の出力表示器２００ｂに対して、フィルタ回路が２つ及びＬＥＤが２つとなっており、他は出力表示器２００ａと同様である。

（放電灯点灯装置１００ｂによる調光制御）
放電灯点灯装置１００ｂは、段調光制御回路９１の端子に電源が印加されるか否かで２段の「段調光」で放電灯を点灯制御（調光制御）する。スイッチ９２のＯＮ、ＯＦＦにより段調光制御回路９１の端子に電源の印加がＯＮ、ＯＦＦされる。段調光制御回路９１は、この電源の印加のＯＮ、ＯＦＦに対して、ＯＮに対応するＯＮ対応信号、ＯＦＦに対応するＯＦＦ対応信号のいずれかをマイコン８０に出力する。マイコン８０は、段調光制御回路９１が出力したＯＮ対応信号、ＯＦＦ対応信号に基づき、制御信号を生成してドライブ回路７０に出力する。ドライブ回路７０は、この制御信号に従ってインバータ回路３０のスイッチング素子３１，３２を駆動する。これにより放電灯の段調光が行なわれる。

（出力表示器２００ｂによる表示動作）
出力表示器２００ｂによる表示動作は、実施の形態１の出力表示器２００ａと同様である。すなわち、出力表示器２００ｂは、放電灯点灯装置１００ｂにより調光制御される放電灯の放つ赤外線を受光することにより、出力状態を表示する。

実施の形態３．
図８〜図１０を参照して実施の形態３を説明する。実施の形態３は、放電灯点灯装置１００ｃが、点灯周波数を連続変化させて「連続調光」させる場合である。

（放電灯点灯装置１００ｃの構成）
実施の形態３の放電灯点灯装置１００ｃは、調光信号を送信する調光装置１１０から調光信号を受信して、受信した調光信号をマイコン８０が検知可能な信号に変換してマイコン８０に出力する連続調光制御回路９３を備える。また、図９は、調光装置１１０が送信する調光信号を示す。図９は、放電灯を全光させる場合は、調光装置１１０はデューティ比「ｔ１：Ｔ」の調光信号を送信し、放電灯を２５％調光させる場合は、デューティ比「ｔ２：Ｔ」の調光信号を送信することを示している。マイコン８０は、調光信号を受信した連続調光制御回路９３から、連続調光制御回路９３が受信した調光信号に対応する信号であって連続調光制御回路９３により変換された変換信号を入力する。マイコン８０は、入力した変換信号に従って制御信号を生成しドライブ回路７０に出力する。図１０は、点灯周波数と点灯状態の関係を示す。マイコン８０は図１０に示すようなテーブルを不揮発性メモリ２２１に格納しており、入力した変換信号と前記テーブルとに基づき制御信号を生成し出力する。

（出力表示器２００ｃの構成）
出力表示器２００ｃは、フィルタ回路を設けることなく、プリアンプ２１２の出力を直接マイコン２２０に印加するように構成してある。マイコン２２０は、印加されたプリアンプ２１２からの信号を周波数分析し、現在の放電灯の点灯周波数を算出する。マイコン２２０は、放電灯について予め設定されている調光点灯状態と点灯周波数との関係を不揮発性メモリ２２１に格納しており、算出した点灯周波数をもとに格納している調光点灯状態と点灯周波数との関係から、現在の点灯状態を特定する。マイコン２２０は、点灯状態を特定すると、例えば７セグメント方式の表示素子で構成された表示部２３０ｃに、現在の調光点灯状態を数値表示する。

実施の形態４．
図１１，図１２を参照して実施の形態４を説明する。実施の形態４は、放電灯点灯装置１００ｄが、放電灯の出力設定方法として「ＯＮ−ＯＦＦ段調光制御」を行なう場合を説明する。出力表示器２００ｂが、その調光制御方式で調光制御された放電灯の出力状態を表示する。出力表示器２００ｂは、実施の形態２と同一の構成であるので説明は省略する。

放電灯点灯装置１００ｄは、図１１に示すように、ＯＮ−ＯＦＦ段調光制御回路部９４とスイッチ９５を備えている。スイッチ９５がＯＮとなると、ＯＮ−ＯＦＦ段調光制御回路部９４は、マイコン８０に「ＯＮ−ＯＦＦ段調」を実行することを指令する指令信号を出力する。マイコン８０はＯＮ−ＯＦＦ段調光制御回路部９４から指令信号を入力すると、図１２に示すように、人間がチラツキとして感じない周期Ｔの内ｔ時間のみ放電灯を点灯させる制御信号を生成してドライブ回路７０に出力する。ドライブ回路７０は、入力した制御信号に従って、図１２の点灯状態となるべき発振周波数でインバータ回路３０のスイッチング素子３１，３２を駆動する。これにより放電灯４２が調光制御される。出力表示器２００ｂは、この調光制御された放電灯の放つ赤外線を受光することにより、出力状態を表示する。

実施の形態１の照明システム１０００の構成を示す図。 実施の形態１の照明システム１０００の配線図。 実施の形態１の出力表示器２００ａの収納方式を示す図。 実施の形態１の放電灯点灯装置１００ａと出力表示器２００ａとの回路図。 実施の形態１の放電灯点灯装置１００ａの出力設定方式を説明する図。 実施の形態１の点灯周波数と調光度との関係を示す図。 実施の形態２の放電灯点灯装置１００ｂと出力表示器２００ｂとの回路図。 実施の形態３の放電灯点灯装置１００ｃと出力表示器２００ｃとの回路図。 実施の形態３の調光装置が送信する調光信号を示す図。 実施の形態３の点灯周波数と調光度との関係を示す図。 実施の形態４の放電灯点灯装置１００ｄの回路図。 実施の形態４の放電灯出力を説明する図。

符号の説明

１ 交流電源、２ 電源スイッチ、３ 配線、１０ 整流回路、２０ アクティブフィルタ回路、２１ チョークコイル、２２ ダイオード、２３ コンデンサ、２４ スイッチング素子、３０ インバータ回路、３１，３２ スイッチング素子、３３ 抵抗、４０ 負荷回路、４１ インダクタ、４２ 放電灯、４３ コンデンサ、４４ 抵抗、４５ コンデンサ、５０ 制御電源回路、６０ 電源同期回路、７０ ドライブ回路、８０ マイコン、８１ 不揮発性メモリ、９０ ランプ検出回路、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ 放電灯点灯装置、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ 照明器具、２００ａ，２００ｂ，２００ｃ 出力表示器、２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ 赤外線検出部、２１１ フォトダイオード、２１２ プリアンプ、２２０ マイコン、２２１ 不揮発性メモリ、２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ 表示部、２４０ 表示器電源、２８０，３００ スイッチボックス、１０００ 照明システム。

Claims (5)

1. 出力を調光制御される放電灯が発生した光を受光し、受光した前記放電灯の光に含まれる赤外線を検出する赤外線検出部と、
   前記放電灯の出力状態を表示する表示部と、
   前記赤外線検出部によって検出された赤外線の検出結果に基づいて前記放電灯の前記出力状態を判定し、前記出力状態の判定結果に基づいて前記放電灯の前記出力状態を前記表示部に表示させる表示制御部と
   を備えたことを特徴とする点灯状態表示装置。
2. 前記赤外線検出部は、
   検出した赤外線を前記表示制御部に出力し、
   前記表示制御部は、
   前記赤外線検出部から赤外線を入力し、入力した赤外線の強度と周波数とに基づいて、前記放電灯の前記出力状態を判定することを特徴とする請求項１記載の点灯状態表示装置。
3. 前記赤外線検出部は、
   出力を調光制御される複数の放電灯が発生した光を受光し、受光した光に含まれる赤外線を検出し、
   前記表示制御部は、
   前記赤外線検出部によって検出された赤外線の検出結果に基づいて前記複数の放電灯の出力状態を判定し、前記出力状態の判定結果に基づいて前記複数の放電灯の前記出力状態を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の点灯状態表示装置。
4. 前記表示部は、
   少なくとも一つの発光ダイオードを備え、
   前記表示制御部は、
   前記放電灯の前記出力状態の表示として、前記発光ダイオードの点灯を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の点灯状態表示装置。
5. 自己に装着された放電灯を調光制御可能な照明器具と、
   前記請求項１〜４のいずれかに記載の点灯状態表示装置と
   を備えたことを特徴とする点灯状態表示システム。

Images