JP2011238395A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】単相３線電力線の電源スイッチが挿入されていないラインを利用することで、照明装置の電源ＯＦＦの状態であっても、照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御を可能にする照明システムを提供する。
【解決手段】２００Ｖの単相３線電源ラインに接続されて点灯・消灯動作する複数の照明装置を有する照明システムにおいて、単相３線電源ラインのうちの一つのラインに電源スイッチ２と、各照明装置本体をＯＮ／ＯＦＦするリレー３とを直列に挿入して設けるとともに、単相３線電源ラインのうちのもう一方のラインとアース間においてリレー３を制御する制御回路用電源を構成することを特徴としている。即ち、制御回路用電源は、コマンド送受信部１３、制御回路部１４の電源入力は、電源回路部１６の電源出力とＡＣ−ＤＣコンバーター部１１の電源出力のＯＲ回路で構成されており、照明装置の電源ＯＦＦの状態であっても照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御を可能にしている。
【選択図】図１

Description

この発明は多数のＬＥＤ照明機器から成るＬＥＤ照明装置の点灯制御を行う照明システムに関する。

従来、多数の照明機器の点灯・消灯等を制御する場合、専用の制御線を配置する代わりに、ＰＬＣ（Power Line Communication) で通信して制御信号を伝達することで各照明機器の制御を行う、所謂、ＰＬＣ制御による照明システムが提案されている。

各照明機器の電源を一括してＯＮ／ＯＦＦするために電源スイッチが設けられているので、従来のＰＬＣ制御による照明システムでは、消灯時に当該電源スイッチをＯＦＦにすると、ＰＬＣ通信は不可となる。

ビルや工場等のように多数の照明機器を集中的に制御する場合、中央管理室等に設置した集中制御装置から、照明機器に至る分電盤や室内に渡って照明制御用の専用の制御線を設置すると、コスト高になる等の問題がある。そこで、多数の照明機器の夫々に固有アドレスでネットワーク通信可能な制御部を構成し、それぞれの照明機器の制御部をＰＬＣモデムを介して電力線に接続すると共に、ネットワーク通信可能な照明監視制御装置をＰＬＣモデムを介して上記電力線に接続して構成した電力線搬送通信を用いた照明制御システムが提案されている。遠隔の照明監視制御装置において、ネットワーク通信によって、多数の照明機器を個々に制御し、単なる点滅制御や調光制御のみならず高度の演出制御を行うことを図っている（特許文献１）。

また、ダクト内の電力線からプラグを介して電気機器へ電力供給を行い、電気機器の種類、仕様を問わず容易に低コストで遠隔制御監視を行う遠隔監視制御システムが提案されている。屋内の天井面に設置された配線ダクト内には電力線として１対の導体を配設し、配線ダクトに取り付けられて導体に接続されるプラグと、プラグを介して電力線から電力を供給されるスピーカ、センサ、モニタ装置、照明器具等の電気機器と、各電気機器を監視または制御する端末装置とを備え、プラグは、プラグに接続された電気機器と、端末装置、他のプラグに接続された電気機器との間で電力線を介して通信を行う電力線搬送通信手段を備えている。ＰＬＣモデムを用意する、或いは予めＰＬＣモデムを内蔵した電気機器を用意する必要がなく、ダクト内の電力線からプラグを介して電気機器へ電力供給を行うことを図っている（特許文献２）。

特開２００６−３４０００９号公報 特開２００７−１６６４１７号公報

そこで、単相３線電力線の電源スイッチが挿入されていないラインを利用することで、照明装置の電源ＯＦＦの状態であっても、照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御を可能にする点で解決すべき課題がある。

上記の課題を解決するため、この発明による照明システムは、単相３線電源ラインに接続されて点灯・消灯動作する複数の照明装置を有する照明システムであって、前記単相３線電源ラインのうちの一つのラインに電源スイッチと、前記各照明装置本体をＯＮ／ＯＦＦするリレーとを直列に挿入して設けるとともに、前記単相３線電源ラインのうちのもう一方のラインとアース間において前記リレーを制御する制御回路用電源を構成することを特徴としている。即ち、単相３線電源ラインのアースされない一方のラインに電源スイッチとリレーとを挿入し、アースされない他方のラインとアース間で制御回路用電源を構成している。このようにすることで、照明装置の電源ＯＦＦの状態であっても、照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御が可能になる。

本照明システムにおいては、前記各照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御のため、前記制御回路用電源を用いて、前記各照明装置間において有線又はＰＬＣで通信を行うことができる。
有線又はＰＬＣで通信する場合には、コマンド送受信部を用いて行うことができる。

また、本照明システムにおいては、前記ＰＬＣによる前記通信を、前記単相３線電源ラインのうち、前記電源スイッチが挿入されていないもう一方のラインとアース間にて行うことができる。ＰＬＣによる通信時はこの電源スイッチの挿入されていないもう一方のラインを使用して通信を行うため、電源スイッチをＯＦＦして消灯している照明装置に対しても通信が可能である。

また、本照明システムにおいては、リモコン受光部を付加し、前記通信に前記各照明装置間に調光のための通信を含ませることにより、前記各照明装置の調光の度合いを設定可能にすることができる。リモコン受光部を付加すると、リモコン受信した照明装置を親機として、他の子機との間で有線又はＰＬＣにて通信を行うことができる。この通信により、照明システム内各照明装置間でＯＮ／ＯＦＦだけではなく調光のための通信も可能になり、各照明装置個々の調光の度合いを設定できるようになる。

更に、本照明システムにおいては、前記照明装置を一つの親機とそれ以外の子機とに区分し、前記親機から前記通信を通じて前記子機にＯＮ／ＯＦＦ制御の制御信号を送ることにより前記各照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことができる。照明装置を一つの親機とし、その親機から残りの照明装置を子機として、親機から通信によって制御信号を子機に送り、子機となっている各照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御をすることができる。

そして、また、前記親機に対応した前記照明装置のＯＮ／ＯＦＦについては前記電源スイッチによって行い、前記子機に対応した前記照明装置のＯＮ／ＯＦＦについては前記リレーによって行うことができる。親機に設けられたリレーは常にＯＮであるので、点灯状態は壁スイッチによって切り換えることができる。また、子機については、親機からのＰＬＣ制御信号を受信してリレーのＯＮ／ＯＦＦによって点灯状態を切り換えることができる。

本照明システムによれば、単相３線電源ラインのアースされない一方のラインに電源スイッチとリレーとを挿入し、アースされない他方のラインとアース間で制御回路用電源を構成している。従来の例えばＰＬＣ制御による照明システムでは、消灯時に当該電源スイッチをＯＦＦにすると通信は不可となり、照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御が不可となっていたが、本照明システムによれば、照明装置の電源ＯＦＦの状態であっても、照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御を可能にすることができる。

この発明による照明システムの一実施例を示すシステム構成図である。 図１に示す照明システムにおいて照明装置が点灯制御される制御表の一例を示す図である。 この発明による照明システムの別の実施例を示すシステム構成図である。

本発明のＬＥＤ照明システムは、親機側と子機側から成っており、親機のＬＥＤ照明システム１と子機のＬＥＤ照明システム１とは、図１に示されるような同一の構成となっている。後述するように親機側と子機側とは設定スイッチ部（ＤＩＰ−ＳＷ）１５によって判別できるようになっている。
図１に示すＬＥＤ照明システム１は、ＡＣ２００Ｖの単相３線電力線にて駆動される。
単相３線電力線の一つのラインには電源スイッチとなる壁スイッチ２が介装されており、壁スイッチ２を操作することによってＬＥＤ照明システム１の点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。壁スイッチ２を短時間（２秒以内）にＯＦＦ→ＯＮすることによって、当該ＯＮの毎に、例えばシステム内の照明装置の点灯状態を、全数点灯→半数点灯→１／４点灯→全数消灯の順に切り換えることができる。即ち、２秒以内であれば、壁スイッチ２のスイッチ操作で入力電源をＯＦＦにしてもコンデンサで２次側電源が保持されるため、２次側回路が（例えば、電源回路においてコンデンサで２次側電源が保持されるため）継続して動作可能である。こうしたスイッチ操作による入力電源ＯＮ／ＯＦＦは、２次側制御回路（後述するフォトカップラ２１及び制御回路１４で構成される）で検出することが可能であり、この検出に応じて点灯状態を順に切り換えることができる。ユーザは、外光の入力状況、設置場所におけるある時点での明るさの必要度に応じて、上記の複数の点灯状態の中から一つの点灯状態を選択することができる。

壁スイッチ２が挿入されているライン（接地されていない）にはリレー３が直列に挿入されている。単相３線電力線はブリッジ全波整流回路１０に入力されており、ブリッジ全波整流回路１０の全波整流出力には、ＡＣ−ＤＣコンバーター部１１とＬＥＤ部１２とが順に接続されている。ＡＣ−ＤＣコンバーター部１１は、ＡＣ１００ＶからＬＥＤ部１２のためのＤＣ電源電圧を発生する。親機については、検知回路２０によって壁スイッチ２におけるＯＦＦ→ＯＮの操作を検知して、その検知信号が制御回路部１４に入力され、子機に対してＰＬＣ制御信号を送信する。親機に設けられたリレー３は常にＯＮであり、点灯状態は壁スイッチ２によって切り換えられる。また、子機については、親機からのＰＬＣ制御信号を受信してリレー３のＯＮ／ＯＦＦによって点灯状態が切り換えられる。本実施例においては、親機・子機は、ともにＡＣライン・アース間に接続されており、これら２線間にＰＬＣ制御信号を重畳することにより、通信が可能である。

ブリッジ全波整流回路１０の半波整流出力には、コンデンサを介してコマンド送受信部１３、制御回路部（ＥＥＰＲＯＭ）１４、及び設定スイッチ部（ＤＩＰ−ＳＷ）１５が接続されている。コマンド送受信部１３は、親機−子機間のＰＬＣ制御信号の送受信を行う要素である。制御回路部１４のＥＥＰＲＯＭは、消灯する前の点灯状態を記憶する。即ち、選択された点灯状態は制御回路部１４のＥＥＰＲＯＭに書き込まれて記憶され、壁スイッチ２のＯＦＦ→ＯＮが４秒以上の場合、消灯する前の点灯状態で点灯する。

設定スイッチ部（ＤＩＰ−ＳＷ）１５は、親機及び子機の番号を設定する機能とともに、同時に点灯する子機群の番号を設定する機能を備えている。同時に点灯する子機群の番号としては、一例として、子機群１（９台）、子機群２（１０台）及び子機群３（２０台）のような場合がある。

検知回路２０は、フォトカップラ２１を用いて壁スイッチ２のＯＮ／ＯＦＦを検知する回路である。壁スイッチ２及びリレー３が共にＯＮのとき、一方の半波のときにフォトカップラ２１が出力をし、壁スイッチ２がＯＮであることが検知され、その検知信号は制御回路部１４に出力される。

システム内各照明装置の点灯状態は、以下のように制御する。
壁スイッチ２を短時間（２秒以内）にＯＦＦ→ＯＮの操作を繰り返すことによって、親機は上記の通り点灯状態を切り換えるとともに子機へＰＬＣ制御信号を送信する。子機は、当該ＰＬＣ制御信号を受信し、そのコマンド信号に基づいて親機の指示どおりに点灯状態を制御する。

親機／子機の点灯／消灯の動作は、設定スイッチ部１５によって設定される。また、上記例で言えば、半数点灯、１／４点灯時の点灯、及び消灯状態が設定される。
電源回路部１６は、整流用ダイオード２２と平滑フィルター２３とを介してコマンド送受信部１３等と接続されており、壁スイッチ２のＯＦＦ時にもコマンド受信とリレー３（ラッチングリレー）の切り替え制御が可能なレベルの電源を出力する。但し、電源回路部１６への入力電流は、電気用品安全法で定めるリーク電流以下とされる。
コマンド送受信部１３、制御回路部１４の電源入力は、電源回路部１６の電源出力とＡＣ−ＤＣコンバーター部１１の電源出力のＯＲ回路で構成される。即ち、ＬＥＤ部１２が点灯している場合には調光動作が必要である等のためＡＣ−ＤＣコンバーター部１１から電源を取り、ＬＥＤ部１２が消灯している場合には電源回路部１６から電源を取る。

赤外線リモコンの受光部であるリモコン受光部１７を付加すると、照明システム１内の各照明装置のいずれからでも、例えば全数点灯→半数点灯→１／４点灯→全数消灯の順序での点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御が可能となる。また、各照明装置の調光も可能となり、半数１００％調光、残り半数５０％調光といった照明装置毎に個別に調光の度合を設定することも可能になる。即ち、リモコン受信の場合は設定スイッチ１５で親機を設定するのではなく、リモコン受光部１７が付加されてリモコン信号を受光した１台の照明装置が親機となり、子機となる他の照明装置にＰＬＣ制御信号を送信する。送信されたＰＬＣ制御信号と設定スイッチ部１５での設定によって、子機となっている照明装置の点灯状態や調光の度合を定めることができる（設定スイッチ部１５による親機の設定は不要である）。

以下、照明装置の具体的な点灯制御について、実施例で説明する。
壁スイッチ２を短時間（２秒以内）にＯＦＦ→ＯＮの操作をすることによって、照明システム１内の各照明装置の点灯状態を以下の順の通りに切り換えることができる。
（１）全数点灯→（２）半数点灯→（３）１／４点灯→（４）全数消灯（親機を除く。親機は壁スイッチＯＦＦによって消灯する。）→（１）全数点灯
設定スイッチ部（ＤＩＰ−ＳＷ）１５によって、照明システム１内の各照明装置が親機／子機に分けられる。ここで、親機は１台のみであり、他は子機である。また、設定スイッチ部（ＤＩＰ−ＳＷ）１５によって、子機の中でも上記の（２）半数点灯→（３）１／４点灯に対応する子機群を識別することができる。即ち、親機１台を含めて、全４０台の照明装置が、子機群１（９台）、子機群２（１０台）及び子機群３（２０台）に分けられる。親機は壁スイッチ２の短時間（２秒以内）におけるＯＦＦ→ＯＮの操作を認識するが、子機は認識しない。子機は親機からのＰＬＣ制御信号によって、ＯＮ、ＯＦＦが制御される。

以上の制御内容を表を示す図２示す制御表に基づいて説明する。
親機、子機群１、子機群２、子機群３の台数はそれぞれ１台、9 台、１０台、２０台とされており、設定スイッチ１５において親機については「００」、子機群１については「０１」、子機群２については「１０」、子機群３については「１１」と設定されている。 親機から子機へのＰＬＣ制御信号として「００」と設定された信号が送られてきたときには、親機自体も点灯すると共に、当該ＰＬＣ制御信号が送られてきた「０１」、「１０」及び「１１」が設定された子機群１〜３のすべてが点灯し、その結果、（１）の全数点灯に制御される。
次に、親機から子機へのＰＬＣ制御信号として「０１」と設定された信号が送られてきたときには、親機自体も点灯すると共に、ＰＬＣ制御信号と設定スイッチ１５との設定の組合せによって、「０１」が設定された子機群１と「１０」と設定された子機群２の照明装置（親機を含めて合計２０台）が点灯し、「１１」と設定された子機群３の照明装置（２０台）は消灯し、その結果、（２）の半数点灯に制御される。
次に、親機から子機へのＰＬＣ制御信号を「１０」と設定された信号が送られてきたときには、親機自体は点灯し、ＰＬＣ制御信号と設定スイッチ１５との設定の組合せによって、「０１」が設定された子機群１の照明装置（親機を含めて合計１０台）のみが点灯し、「１０」と設定された子機群２と「１１」と設定された子機群３の照明装置（合計３０台）が消灯し、その結果、（３）の１／４点灯に制御される。
更に、親機から子機へのＰＬＣ制御信号を「１１」と設定された信号が送られてきたときには、ＰＬＣ制御信号と設定スイッチ１５との設定の組合せによって、親機も消灯するとともに、「０１」、「１０」及び「１１」が設定された子機群１〜３のすべてが消灯し、その結果、照明装置（合計４０台）が全て消灯する（４）の全数消灯に制御される。

図３は、この発明による照明システムの別の実施例を示す回路図である。図１に示す回路要素と共通する回路要素には同じ符号を付すことにより、再度の詳細な説明を省略する。この実施例においては、図１に示した実施例１におけるＰＬＣでの通信の代わりに、専用の有線３０での通信を行う。専用の有線３０は、バス形式で照明システム１内の各照明装置に接続されている。各照明装置の点灯制御の内容は、図１に示す実施例における制御内容と同等であるので、再度の説明については省略する。

１ ＬＥＤ照明システム ２ 壁スイッチ
３ リレー
１０ ブリッジ全波整流回路 １１ ＡＣ−ＤＣコンバーター部
１２ ＬＥＤ部１２ １３ コマンド送受信部
１４ 制御回路部 １５ 設定スイッチ部（ＤＩＰ−ＳＷ）
１６ 電源回路部 １７ リモコン受光部
２０ 検知回路 ２１ フォトカップラ
２２ 整流用ダイオード ２３ 平滑フィルター
３０ 有線

Claims (6)

1. 単相３線電源ラインに接続されて点灯・消灯動作する複数の照明装置を有する照明システムにおいて、
   前記単相３線電源ラインのうちの一つのラインに電源スイッチと、前記各照明装置本体をＯＮ／ＯＦＦするリレーとを直列に挿入して設けるとともに、前記単相３線電源ラインのうちのもう一方のラインとアース間において前記リレーを制御する制御回路用電源及び制御回路を構成することを特徴とする照明システム。
2. 前記各照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御のため、前記制御回路用電源及び制御回路を用いて、前記各照明装置間において有線又はＰＬＣで通信を行うことを特徴とする請求項１記載の照明システム。
3. 前記ＰＬＣによる前記通信を、前記単相３線電源ラインのうち、前記電源スイッチが挿入されていないもう一方のラインとアース間にて行うことを特徴とする請求項２記載の照明システム。
4. リモコン受光部が付加されており、前記通信に前記各照明装置間に調光のための通信を含ませることにより、前記各照明装置の調光の度合いを設定可能にすることを特徴とする請求項２又は３記載の照明システム。
5. 前記照明装置を一つの親機とそれ以外の子機とに区分し、前記親機から前記通信を通じて前記子機にＯＮ／ＯＦＦ制御の制御信号を送ることにより前記各照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の照明システム。
6. 前記親機に対応した前記照明装置のＯＮ／ＯＦＦを前記電源スイッチによって行い、前記子機に対応した前記照明装置のＯＮ／ＯＦＦを前記リレーによって行うことを特徴とする請求項５記載の照明システム。

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