JP2011129481A

JP2011129481A - 照明システム

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Publication number: JP2011129481A
Application number: JP2009289694A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Nagasoe; 和史長添
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: JP5399883B2

Abstract

【課題】制御対象の照明器具に対して赤外線信号を確実に伝送できる照明システムを提供する。
【解決手段】電力線通信部１２を具備したコントローラ１と、電力線通信部１２との間で信号を送受信する電力線通信部２２、該電力線通信部２２で受信した制御信号に従って点灯回路部２３の出力を制御することで照明負荷２４の点灯状態を制御する制御部２１、可視光を受光する可視光受光部２５、及び赤外線信号を受信する赤外線受信部２６を具備した複数の照明器具２と、可視光を照射する可視光発光部３２、及び所定の設定データを含み、可視光発光部３２から照射される可視光よりも照射範囲が広く設定された赤外線信号を送信する赤外線送信部３３を具備したリモコン送信器３とを備え、制御部２１は、赤外線信号の受信中に、可視光受光部２５が可視光発光部３２から照射された可視光を所定時間受光すると、受信した赤外線信号に含まれる上記設定データを有効とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明システムに関するものである。

従来より、電力線搬送通信により照明負荷を制御する照明システムが提供されている（例えば特許文献１参照）。この照明システムは、システム全体をコントロールするコントローラと、コントローラから送信される制御信号に応じて照明負荷を点灯、消灯或いは調光する複数の照明器具とが電力線を介して接続されており、この電力線に所定周波数の高周波電流を重畳させることによってコントローラと各照明器具との間で信号の送受信を行う。そして、各照明器具では、それぞれコントローラから送信される制御信号に応じて照明負荷を点灯、消灯或いは調光するのである。

また、この照明システムでは、各照明器具に対応する形でリモコン受信端末が設けられており、このリモコン受信端末は、リモコン設定器からワイヤレス信号で送信された個別照明負荷情報（例えば調光レベルや色温度など）を受信すると、この個別照明負荷情報を電力線を介して対応する照明器具に伝送するようになっている。

しかしながら、一般的にワイヤレス信号として用いられる赤外線は目に見えないことから、照明器具を近接配置した場合には、リモコン設定器から送信されるワイヤレス信号が誤って制御対象でない隣のリモコン受信端末で受信される可能性があった。

そこで、照明器具に向けて可視光を照射することによって、赤外線の照射方向を制御対象の照明器具に合わせられるようにした照明装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。この照明装置のリモートコントローラには、赤外線からなるワイヤレス信号を送信する赤外線発振器と、可視光のスポットライトを照射するスポットライト発光器とが設けられ、これらのスポットライトと赤外線の照射方向は一致しており、しかも両者の照射範囲が略等しくなるように設定されている。そして、照明器具をリモート制御する際には、スポットライトが制御対象の照明器具にのみ照射されるようにリモートコントローラの向きを定め、この状態のままワイヤレス信号を送信するのである。その結果、該当する照明器具の照明負荷を点灯、消灯或いは調光することができる。

特開２００５−６３８０３号公報（段落［００６１］−段落［００６２］、及び、第１０図，第１１図）特開２００４−１９３９７１号公報（段落［００１１］−段落［００１３］、及び、第１図，第３図）

ここで、一般的にワイヤレス信号として利用される赤外線は天井や床、壁面、照明器具の反射板などで反射することから、赤外線の照射範囲と可視光の照射範囲は必ずしも一致するものではない。また、一般的に普及している赤外線リモコン受信モジュールの受光範囲は半値角が±３０°以上であり、一方、送信用の赤外線ＬＥＤの半値角は±１０°〜３０°である。したがって、引用文献２に示した照明装置において、例えば照明器具に対して斜め方向（リモートコントローラと照明器具の距離が３ｍの位置）から赤外線を送信した場合には、送信範囲が直径約１ｍの円になることから、隣の照明器具にも赤外線が入射する可能性があった。また逆に、赤外線の送信範囲が狭いとデータ送信中の手振れによって、制御対象の照明器具に送信データを正常に送信できない可能性があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、制御対象の照明器具に対して赤外線信号を確実に伝送できる照明システムを提供することにある。

請求項１の発明は、第１の通信部を具備したコントローラと、照明負荷、該照明負荷を点灯させる点灯回路部、第１の通信部との間で信号を送受信する第２の通信部、該第２の通信部で受信した制御信号に従って点灯回路部の出力を制御することで照明負荷の点灯状態を制御する制御部、可視光を受光する可視光受光部、及び赤外線信号を受信する赤外線受信部を具備した１乃至複数の照明器具と、可視光を照射する可視光発光部、及び所定の設定データを含み、可視光発光部から照射される可視光の照射範囲よりも照射範囲が広く設定された赤外線信号を送信する赤外線送信部を具備したリモコン送信器とを備え、照明器具の制御部は、赤外線信号の受信中に、可視光受光部が可視光発光部から照射された可視光を所定時間受光すると、受信した赤外線信号に含まれる設定データを有効とすることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１及び第２の通信部は、所定の搬送周波数を用い、電力路に高周波電流を重畳する電力線搬送通信により信号を送受信することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、制御部は、可視光受光部が可視光発光部から照射された可視光の所定の周波数成分を受光すると、受信した赤外線信号に含まれる設定データを有効とすることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、可視光発光部は、所定の単波長の光を照射するＬＥＤ又はレーザー装置の何れか一方からなることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、ＬＥＤ又はレーザー装置が照射する光は青色波長の光であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、照明器具を複数備え、リモコン送信器は、シーン番号と該シーン番号に対応する調光レベル又は色温度を設定する設定部を具備し、各照明器具は、それぞれリモコン送信器から送信されたシーン番号及び該シーン番号に対応する調光レベル又は色温度を記憶する記憶部を具備し、コントローラから送信された制御信号に含まれるシーン番号に対応する調光レベル又は色温度を記憶部から読み出し、読み出した調光レベル又は色温度となるように照明負荷を制御することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、赤外線信号の照射範囲を可視光発光部から照射される可視光の照射範囲よりも広く設定しているので、可視光発光部から照射した可視光が、例えば手振れによって可視光受光部から外れても赤外線信号が赤外線受信部から外れるのを抑えることができ、その結果赤外線信号が途中で途切れるのを抑えることができる。一方、可視光については所定時間受光できていればいいので、途中で可視光受光部から外れても所定時間経過していれば赤外線信号を受信することができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、電力線搬送通信によって信号の送受信を行うので、専用の信号線などを設けなくてもよく、施工が容易になるとともにコストアップを抑えることができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、照明負荷の照射光や自然光と、リモコン送信器から照射される可視光を区別することができて、通信の信頼性を向上させることができるという効果がある。

請求項４の発明によれば、請求項３と同様に、照明負荷の照射光や自然光と、リモコン送信器から照射される可視光を区別することができて、通信の信頼性を向上させることができるという効果がある。

請求項５の発明によれば、赤外線信号との波長差を大きくすることによって、可視光による赤外線受信部への干渉を防止することができるとともに、赤外線信号による可視光受光部への干渉を防止することができるという効果がある。

請求項６の発明によれば、コントローラから送信される１つの制御信号によって複数の照明器具をシーンに合わせて制御することができ、また同時に各照明器具の調光又は調色が可能であり、さらに電力線搬送通信や無線通信の場合には電波法の制約を受けないという効果がある。

本実施形態の照明システムのブロック構成図である。同上の施工例である。同上に用いられる照明器具の施工例である。

以下に、本発明に係る照明システムの実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る照明システムは、例えば美術館や博物館、店舗などに設置されて、展示物や商品などを照明するために用いられる。なお、以下の説明では、コントローラと各照明器具との間の通信方式が電力線搬送通信の場合について説明する。

図１は本実施形態の照明システムのブロック構成図、図２は同上の施工例であり、本照明システムは、システム全体をコントロールするコントローラ１と、コントローラ１から送信される制御信号に従って照明負荷２４を点灯、消灯或いは調光する複数（図２では７つ）の照明器具２と、各照明器具２に対して、個別アドレスやグループアドレス（複数の照明器具を１つのグループとして設定する際に使用するアドレス）、各照明シーン（例えば昼間や夜間など）に対する調光レベルや色温度などを設定するためのリモコン送信器３とを備えており、コントローラ１及び各照明器具２は、商用交流電源ＡＣに接続された電力路４を介して互いに電気的に接続されている。なお、以下の説明において、照明器具２を区別する必要があるときは照明器具２_１〜２_７と表記して区別する。

コントローラ１は、図１に示すように、所定の搬送周波数を用い、電力路４に高周波電流を重畳する電力線搬送通信により信号を送受信する電力線通信部（第１の通信部）１２と、例えばスイッチやＬＣＤ、ＬＥＤなどで構成され、本照明システムの各種設定を行う設定部１３と、これらの電力線通信部１２及び設定部１３を制御する制御部１１とを備えており、例えば壁面などの造営面に取り付けられた状態で使用される。

照明器具２は、図１に示すように、例えば白熱灯からなる照明負荷２４と、位相制御回路などで構成され、位相角を変更することによって照明負荷２４の調光レベルを制御する点灯回路部２３と、コントローラ１の電力線通信部１２との間で信号を送受信する電力線通信部（第２の通信部）２２と、この電力線通信部２２で受信したコントローラ１からの制御信号に従って点灯回路部２３の出力を制御する制御部２１と、ＥＥＰＲＯＭなどで構成され、調光レベルや色温度などの個別照明負荷情報を記憶する記憶部２７と、フォトダイオードやフォトＩＣ（フォトダイオード、増幅用オペアンプなどを集積したＩＣ）などで構成され、後述のリモコン送信器３の可視光発光部３２から照射される可視光を受光する可視光受光部２５と、例えば赤外線リモコン受光モジュールで構成され、リモコン送信器３の赤外線送信部３３から送信される赤外線信号を受信する赤外線受信部２６とを備えており、例えば図３に示すように天井面に施工した配線ダクト５に取付具２８を介して取り付けられる。なお、上記の可視光受光部２５及び赤外線受信部２６は、図３に示すように照明器具２の器具本体２Ａの側壁に横並びに設けられている。また、上記の電力線通信部２２は受信専用であり、少なくとも日本国内では電波法の認可は不要であることから、設計の自由度を高めることができる。

可視光受光部２５は、後述するリモコン送信器３の可視光発光部３２から照射される可視光の所定の周波数成分を受光できるように、この周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタや位相同期回路（ＰＬＬ）などで構成する。また、受光素子には、青色などの特定の波長の光を透過する光学フィルタを追加して、照明光や自然光が床面に反射した外乱光を、可視光発光部３２から照射する可視光と分離する。

リモコン送信器３は、図１に示すように、例えばＬＥＤやレーザー装置からなり、所定の単波長の光を照射する可視光発光部３２と、例えば赤外線リモコン用送信ＬＥＤや駆動用トランジスタなどで構成され、所定の設定データ（例えば個別アドレスやグループアドレス、調光レベル、色温度など）を含む赤外線信号を送信する赤外線送信部３３と、例えばスイッチやＬＣＤ、ＬＥＤなどで構成され、上記の個別アドレスやグループアドレス、調光レベル、色温度などの設定を行う設定部３４と、これらの可視光発光部３２、赤外線送信部３３及び設定部３４を制御する制御部３１とを備えている。なお、可視光発光部３２から照射する光は、可視光による赤外線受信部２６への干渉、及び赤外線信号による可視光受光部２５への干渉を防止できるように、赤外線との波長差が大きい青色波長の光が望ましく、例えば可視光発光部３２を構成するＬＥＤ（又はレーザー装置）の光出力を所定の周期でＯＮ／ＯＦＦさせることで得られるようになっている。ここに、上記の制御部１１，２１，３１は、例えばマイクロコンピュータなどで構成している。

ここにおいて、コントローラ１から送信される制御信号には、各照明シーン（例えば昼間や夜間など）に対応させたシーン番号が含まれており、照明器具２の制御部２１は、記憶部２７に記憶した個別照明負荷情報の中からこのシーン番号に対応する調光レベルや色温度を読み出し、読み出した調光レベルや色温度となるように、点灯回路部２３を制御して照明負荷２４の点灯状態を制御するのである。

次に、各照明器具２に対して、個別アドレスを設定する手順について図２及び図３に基づいて説明する。まず、リモコン送信器３の設定部３４に設けた操作キーを操作して設定したい個別アドレスを液晶パネル３５上に表示させる。その後、設定部３４に設けた可視光照射ボタンを押して可視光発光部３２から所定周波数の可視光を照射し、設定対象の照明器具２の可視光受光部２５に上記可視光の光軸を合わせる。そして、可視光の光軸を可視光受光部２５に合わせた状態のまま設定部３４の赤外線送信ボタンを押すと、赤外線送信部３３から個別アドレスを含む赤外線信号が赤外線受信部２６に向けて送信される。ここに、赤外線信号の照射範囲（図２中の領域ｂ）は、可視光の照射範囲（図２中の領域ａ）よりも広く設定されているため、可視光の光軸を可視光受光部２５に合わせることで上記の赤外線信号を赤外線受信部２６で確実に受信することができる。

一方、照明器具２では、赤外線受信部２６が赤外線送信部３３から送信された赤外線信号を受信中に、可視光受光部２５が可視光発光部３２から照射された可視光を所定時間受光すると、制御部２１がフラグをＯＮにするとともに、このフラグがＯＮの間は赤外線受信部２６が受信した赤外線信号に含まれる個別アドレスを有効と判断して、記憶部２７にこの個別アドレスを記憶させる。したがって、フラグがＯＦＦの状態で受信した個別アドレスについては記憶部２７に記憶されることはなく、破棄される。なお、上記のフラグは、可視光受光部２５が継続して可視光を受光している間はＯＮのままであり、また可視光受光部２５で可視光を受光しなくなっても一定時間（例えば設定に要する時間以上の時間）はＯＮ状態を維持し、一定時間経過後にＯＦＦになる。

以上の手順を各照明器具２に対して順次行うことで、各照明器具２にそれぞれ個別アドレスが設定される。なお、グループアドレスや調光レベル（又は色温度）を設定する場合にも同様の手順により行うため、ここでは説明を省略する。

ここで、表１は各照明器具２に対して設定した調光レベルを示しており、本実施形態では、各照明シーン毎に調光レベルを設定できるようになっている。また、各照明シーンにはそれぞれシーン番号が割り付けられており、各照明器具２では、このシーン番号と調光レベルを対応付ける形で記憶部２７に記憶させている。

表１によれば、例えばコントローラ１から送信された制御信号に含まれるシーン番号が「３（昼休み）」である場合には、グループ１に属する照明器具２_１〜２_４はそれぞれ調光レベルが６０％、５０％、５０％、３０％に設定され、グループ２に属する照明器具２_５〜２_８は何れも調光レベルが３０％に設定される。すなわち、本実施形態によれば、複数の照明器具２を１つの制御信号（照明シーンに対応させたシーン番号）によって制御することが可能になる。

次に、本照明システムの動作について説明する。なお、以下の説明では、各照明シーンを開始する時刻がコントローラ１に予め設定されているものとして説明する。コントローラ１の制御部１１が備えるタイマやリアルタイムクロックＩＣによって時刻を計時し、現在時刻が何れかの照明シーンを開始する時刻になると、コントローラ１は、電力線通信部１２からシーン番号を含む制御信号を電力路４に送出させ、照明器具２は、電力線通信部２２により上記の制御信号を受信させる。そして、受信した制御信号に含まれるシーン番号に対応する調光レベルを記憶部２７から読み出し、読み出した調光レベルとなるように点灯回路部２３を制御して照明負荷２４の点灯状態を制御するのである。なお、照明器具２が備える電力線通信部２２は受信専用であり、照明器具２側から返信信号（ＡＣＫ信号）は送信されないので、本実施形態では、通信の信頼性を確保するために、次の照明シーンが開始される時刻になるまで上記の制御信号を繰り返し送信するようになっている。

而して、本実施形態によれば、赤外線信号の照射範囲を可視光発光部３２から照射される可視光の照射範囲よりも広く設定しているので、可視光発光部３２から照射した可視光が、例えば手振れによって可視光受光部２５から外れても赤外線信号が赤外線受信部２６から外れるのを抑えることができ、その結果赤外線信号が途中で途切れるのを抑えることができる。一方、可視光については所定時間受光できていればいいので、途中で可視光受光部２５から外れても所定時間経過していれば赤外線信号を受信することができる。

また、本実施形態のように電力線搬送通信によって信号の送受信を行った場合には、専用の信号線などを設けなくてもよく、施工が容易になるとともにコストアップを抑えることができる。さらに、可視光発光部３２から照射する可視光の周波数を、照明負荷２４の照射光や自然光と異なる周波数とすることで、リモコン送信器３から照射される可視光を照明器具２４の照射光や自然光と区別することができて、通信の信頼性を向上させることができ、特に可視光発光部３２から照射する光を青色波長の光にすることで、赤外線信号との波長差が大きくなり、その結果可視光による赤外線受信部２６への干渉を防止することができるとともに、赤外線信号による可視光受光部２５への干渉を防止することができる。

また、コントローラ１から送信される１つの制御信号（本実施形態では各照明シーンに対応させたシーン番号）によって複数の照明器具２をシーンに合わせて制御することができ、さらに同時に各照明器具２の調光又は調色が可能であるという利点がある。また、本実施形態のように電力線搬送通信や無線通信の場合、受信専用端末であれば電波法の制約を受けないという利点もある。

なお、本実施形態では、照明器具２が７つの場合を例に説明したが、照明器具２の数は本実施形態に限定されるものではなく、少なくとも１つあればよい。また、照明負荷２４についても白熱灯に限定されるものではなく、蛍光灯やＬＥＤなどであってもよい。蛍光灯の場合には、銅鉄安定器と位相制御回路で点灯回路部３３を構成し、位相角を変更して調光制御したり、商用交流電源ＡＣを整流する整流回路や入力電流歪みを抑制する昇圧チョッパー回路、高周波電力にインバータ回路などで点灯回路部３３を構成し、インバータ回路の動作周波数を変更して蛍光灯に供給する高周波電力を制御してもよい。また、ＬＥＤの場合には、直流電圧をパルス電圧に変換するＰＷＭ回路などで点灯回路部３３を構成し、ＬＥＤに印加するパルスのデューティ比を変更することによって調光レベルを制御したり、ＲＧＢ色の各ＬＥＤごとに調光してＲＧＢ合成光の色を調色制御してもよい。

さらに、本実施形態では、コントローラ１と照明器具２との間の通信方式が電力線搬送通信の場合について説明したが、通信方式は本実施形態に限定されるものではなく、例えば専用の通信線を用いたり、電波を利用した無線通信であってもよい。また、本実施形態では、調光レベル（又は色温度）のみを記憶部２７に記憶させているが、例えば調光レベルとともにフェード速度（例えば１分間で変化させる調光レベル）なども合わせて記憶するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、各照明器具２毎に調光レベルを設定した場合について説明したが、例えば表１に示すグループ１，２毎に調光レベルを設定してもよい。

１コントローラ
２照明器具
３リモコン送信器
１２電力線通信部（第１の通信部）
２１制御部
２２電力線通信部（第２の通信部）
２３点灯回路部
２４照明負荷
２５可視光受光部
２６赤外線受信部
３２可視光発光部
３３赤外線送信部

Claims

第１の通信部を具備したコントローラと、
照明負荷、該照明負荷を点灯させる点灯回路部、第１の通信部との間で信号を送受信する第２の通信部、該第２の通信部で受信した制御信号に従って点灯回路部の出力を制御することで照明負荷の点灯状態を制御する制御部、可視光を受光する可視光受光部、及び赤外線信号を受信する赤外線受信部を具備した１乃至複数の照明器具と、
可視光を照射する可視光発光部、及び所定の設定データを含み、可視光発光部から照射される可視光の照射範囲よりも照射範囲が広く設定された赤外線信号を送信する赤外線送信部を具備したリモコン送信器とを備え、
照明器具の制御部は、赤外線信号の受信中に、可視光受光部が可視光発光部から照射された可視光を所定時間受光すると、受信した赤外線信号に含まれる前記設定データを有効とすることを特徴とする照明システム。
前記第１及び第２の通信部は、所定の搬送周波数を用い、電力路に高周波電流を重畳する電力線搬送通信により信号を送受信することを特徴とする請求項１記載の照明システム。
前記制御部は、前記可視光受光部が前記可視光発光部から照射された可視光の所定の周波数成分を受光すると、受信した赤外線信号に含まれる前記設定データを有効とすることを特徴とする請求項１又は２記載の照明システム。
前記可視光発光部は、所定の単波長の光を照射するＬＥＤ又はレーザー装置の何れか一方からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明システム。
前記ＬＥＤ又はレーザー装置が照射する光は青色波長の光であることを特徴とする請求項４記載の照明システム。
前記照明器具を複数備え、
前記リモコン送信器は、シーン番号と該シーン番号に対応する調光レベル又は色温度を設定する設定部を具備し、
前記各照明器具は、それぞれ前記リモコン送信器から送信されたシーン番号及び該シーン番号に対応する調光レベル又は色温度を記憶する記憶部を具備し、前記コントローラから送信された前記制御信号に含まれるシーン番号に対応する調光レベル又は色温度を前記記憶部から読み出し、読み出した調光レベル又は色温度となるように照明負荷を制御することを特徴とする請求項１記載の照明システム。