JP2013012459A - Led照明器、及びled照明システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LED照明器は、第1及び第2のLEDと、点弧位相角度の時間変化を計測する計測部と、調光制御部の制御下で点弧位相角度に基づく輝度で第1及び第2のLEDを発光させる駆動電流を第1及び第2のLEDに夫々供給する調光手段と、調色制御部の制御下で点弧位相角度に基づく色温度で第1及第2のLEDを発光させる駆動電流を第1及び第2のLEDに夫々供給する調色手段と、点弧位相角度の時間変化に基づいて、選択すべき制御モードを、調光手段によって調整された駆動電流が第1及び第2のLEDに供給される調光モードと、調色手段によって調整された駆動電流が前記第1及び第2のLEDに供給される調色モードとの間で切り替える手段とを含む。
【選択図】図2
Description
又は電流を用いてLEDの輝度及び色度の双方を調整可能なLED照明器具を提供することである。
同色で異なる発光スペクトル、又は異なる色で発光する第1及び第2のLEDモジュールと、
前記点弧位相角度及び前記点弧位相角度の時間変化を計測する計測部と、
前記受電された交流電流を用いて、前記点弧位相角度に基づく輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールを発光させるための駆動電流を前記第1及び第2のLEDモジュールに夫々供給する調光手段と、
前記受電された交流電流を用いて、前記点弧位相角度に基づく色温度で前記第1及第2のLEDモジュールを発光させるための駆動電流を前記第1及び第2のLEDモジュールに夫々供給する調色手段と、
前記点弧位相角度の時間変化に基づいて、選択すべき制御モードを、前記調光手段によって調整された駆動電流が前記第1及び第2のLEDモジュールに供給される調光モードと、前記調色手段によって調整された駆動電流が前記第1及び第2のLEDモジュールに供給される調色モードとの間で切り替える選択手段と、
前記調光モードの選択状態において、前記点弧位相角度に基づく輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調光手段を制御する調光制御部と、
前記調色モードの選択状態において、前記点弧位相角度に基づく色温度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調色手段を制御する調色制御部と
を含むLED照明器である。
前記調光手段は、点弧位相角度の大きさに応じた平均電流値の駆動電流を前記第1及び第2LEDモジュールに供給するように構成されていても良い。
前記調光調色器は、
輝度調整用の第1ユーザインタフェースと、
色温度調整用の第2ユーザインタフェースと、
電源から供給される交流電圧波形を前記第1ユーザインタフェースの操作量に応じた輝度制御信号を含む波形に成形する第1成形部と、
前記電源から供給される交流電圧波形を前記第2ユーザインタフェースの操作量に応じた色温度制御信号を含む波形に成形する第2成形部と
を備え、
前記LED照明器は、
一方が前記調光調色器に接続され、他方が前記電源に接続された一対の端子と、
同色で異なる発光スペクトル、又は異なる色で発光する第1及び第2のLEDモジュールと、
前記受電された交流電圧波形が輝度制御信号と色温度制御信号のいずれを含むかを判定する判定部と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに輝度調整用の駆動電流を供給する調光手段と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに色温度調整用の駆動電流を供給する調色手段と、
前記輝度制御信号に応じた輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調光手段を制御する調光制御部と、
前記色温度制御信号に応じた色温度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調色手段を制御する調色制御部と
を備えるLED照明システムである。
前記第1成形部と前記第2成形部の他方は、前記交流電圧波形の正又は負のサイクルの一方において、前記第1又は前記第2ユーザインタフェースの操作量に応じて電圧が所定量低下する区間を生成し、
前記判定部は、前記交流電圧波形の正及び負のサイクルの双方において電圧が所定量低下する区間が変動しているか否かを判定することによって、前記交流電圧波形が前記輝度制御信号と前記色温度制御信号のいずれを含むかを判定するように構成されていても良い。
において電圧低下区間が変動している場合に、交流電圧波形が輝度制御信号を含むと判定し、正負のサイクルの一方における電圧低下区間が変動している場合に、交流電圧波形が色温度制御信号を含むと判定するように構成しても良い。
輝度調整用の第1ユーザインタフェースと、
色度調整用の第2ユーザインタフェースと、
前記交流電源から供給される交流電圧波形を前記第1ユーザインタフェースの操作量に応じた輝度制御信号を含む波形に成形する第1成形部と、
前記交流電源から供給される交流電圧波形を前記第2ユーザインタフェースの操作量に応じた色温度制御信号を含む波形に成形する第2成形部と、
前記輝度制御信号又は前記色温度制御信号を含む波形の交流電圧を前記LED照明器に供給する供給部と、
を備える調光調色器である。
色温度が相互に異なる第1LEDモジュール及び第2LEDモジュールと、
前記一対の端子によって前記調光調色器から得られた交流電圧波形が輝度制御信号と色温度制御信号のいずれを含むかを判定する判定部と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに輝度調整用の駆動電流を供給する調光手段と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに色温度調整用の駆動電流を供給する調色手段と、
前記輝度制御信号に応じた輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調光手段を制御する調光制御部と、
前記色温度制御信号に応じた色温度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調色手段を制御する調色制御部と
を備えるLED照明器である。
発光スペクトル又は色度が相互に異なる第1LED及び第2LEDと、
前記2本の電線から周期的に供給される電力のオン時間の長さを監視し、前記オン時間の長さが変化しない状態が閾値以上継続することを条件に、前記第1LED及び前記第2LEDの制御モードを第1モードと第2モードとの間で切り替える切替手段と、
前記第1モードにおいて、前記電力のオン時間の長さに応じて、前記第1LEDに供給
すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との総量を決定する第1制御手段と、
前記第2モードにおいて、前記電力のオン時間の長さに応じて、前記第1LEDに供給すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との比を決定する第2制御手段とを含むLED照明器具である。
発光スペクトル又は色度が相互に異なる第1LED及び第2LEDと、
前記2本の電線から供給される周期的な電圧又は電流波形から調光情報及び調色情報を検知する検知手段と、
前記調光情報に応じて、前記第1LEDに供給すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との総量を決定する第1制御手段と、
前記調色情報に応じて、前記第1LEDに供給すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との比を決定する第2制御手段と
を含むLED照明器具である。
以下、本発明に係るLED照明装置(「LED照明器」、「LED照明器具」とも表記)の第1実施形態について説明する。第1実施形態では、室内の壁埋め込み形調光器を活用し、既存の2線配線を活用して、配線の入れ替え工事を行うことなく、調光制御(輝度調整)と調色制御(色温度調整)の両方を実現する。
が早まる(図3(b)、図3(c)参照)。このように、可変抵抗器44bの抵抗値を操作部47の操作で変化させることで、トライアック42の点弧位相角度(導通時間)を可変にすることができる。
、モード判定部102は、制御モードを再び調光モードに切り替える(調光モードを選択する)。もっとも、差分が0の時間が所定時間を超えないうちに差分が検出された場合には、モード判定部102は、タイマによる計時を終了し、調色モードの選択を維持する。
ことで、LED群60a,60bに供給される駆動電流の平均電流値を増減する。これによって、LED60の輝度が上昇又は下降する。
時間と駆動電流比との相関を示すマップ又はテーブルを有しており、導通時間に応じて予め決められた(マップ又はテーブルに格納された)駆動電流比で駆動電流Ilowkと及び駆動電流Ihikが供給されるように、バランス回路82を制御する。
こともできる。
明上の便宜の目的の設定である。すなわち、現在において一般的に用いられる調光器は、回転型のダイヤルツマミ(ダイヤル)を時計方向に右回転すると、交流半サイクルにおける導通時間が増大する(例えば、図3(a)→図3(b))、このとき、調光器40に接続される照明器が白熱電球のような抵抗一定負荷である場合には、消費電力が増大し、白熱電球の輝度が上がる。
68度までの平均電流はその10倍の3A程度と概算される。この値は、許容可能な電流値である。
できる。
ムの実行を終了し、調色動作プログラムの実行を開始する。すなわち、制御モードが調色モードへ切り替わる。
一定に保ったまま、駆動電流Ilowkの値と駆動電流Ihikの値の比を変更する。これによ
ってLED60の色温度が変化する。ダイヤルが操作されない時間、すなわち点弧位相角度(導通時間)が変更されない時間が発生すると、マイコン100はタイマの計時を開始する。所定時間(例えば5秒)経過する前に操作(導通時間)の変化が検知されなかった場合には、マイコン100は、利用者の調色操作が終了したものとして、駆動電流IlowkとIhikの値の比を固定した状態で制御モードを調光モードに戻す。これに対し、タイマ
が所定時間を計時する前に、操作の再開、すなわち導通時間の変化が検知された場合には、マイコン100は、タイマによる計時を終了して、調色モードを維持する。
モードに切り換える。
電圧波形と電流波形は相似形であることは良く知られている。
整できる。
これに対し、調色モードにおいて、ダイヤルを例えば13時の位置に移動すると、図6(
b)に示すように、駆動電流Ihikが増大する一方で、駆動電流Ilowkが減少し、全体としては青みがかった白色になる。このような動作は、バランス回路82に内蔵されたPWM回路によって、駆動電流Ihikと駆動電流Ilowkとの比が変更されることによって実現される。
第1実施形態では、既設の配線と既設のトライアック調光器40を利用する。このとき、トライアック調光器40の操作部47(ツマミ)の動作履歴、すなわちトライアックの点弧位相角度(導通時間)を照明機器側で記憶することにより、調光モードと調白モードの二つの動作モードを実現する。これにより、調光と調色の二つの機能を、配線工事を実施することなく一個の既設調光器で実現することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は第1実施形態と同様の構成を有するので、主として相違点について説明し、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ)を備える。IGBTは、小電圧の入力信号で高電
圧の出力を開閉できる。IGBTは単一のバイポーラ・トランジスタであるので、図7に示すように、二つのIGBT48,49が逆極性で直列接続される。IGBT48,49夫々は、ダイオード32,33を備えている。第1及び第2成形部としてのIGBT48
,49は、操作部47a,47bの操作に従って論理回路400で生成される制御信号(パルス信号)を用いて商用交流を変調(搬送波(商用交流)に制御信号(パルス信号)を載せる)する。
な波形を有する交流電圧がLED照明器50Aに供給される。所定期間t4は、1msのような半サイクル期間(10ms:50Hzの場合)に比べて短い時間であるので、交流電圧は略正弦波と考えることができる。
位相角度θが正(負)の半サイクルの後半に位置する。このため、利用者が低輝度でのLED60の発光を所望しているとの解釈の前提において、遮断位相角度θに対して予め決定されている、比較的小さい駆動電流値で駆動電流供給が行われるように、輝度調整部103は定電流回路81を制御する。
段(第1制御部),調色制御部,第2制御手段(第2制御部)として機能する。具体的には、マイコン100で実現される振分部102Aは、検知手段(検知部)に相当し、輝度調整部103は、調光制御部及び第1制御手段(第1制御部)に相当し、色温度調整部104は、調色制御部及び第2制御手段(第2制御部)に相当する。なお、振分部102Aとしての機能は、専用又は汎用のハードウェア(例えば、LSI,ASIC,FPGA)によって実現することができる。
以下、第3実施形態として、第1及び第2実施形態で説明した定電流回路81及びバランス回路82(図2,図7)に係る他の実施形態について説明する。第3実施形態は、第1及び第2実施形態と共通点を有するので、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
ツェナーダイオード834,抵抗835を含んでいる。
トランジスタ844のコレクタ電流が減少する。逆に、オペアンプ842の出力であるトランジスタ845のベース電位は上昇し、トランジスタ845のコレクタ電流が増加する。
10・・・商用電源母線
20・・・照明器用給電線
20a・・・第1の給電線
20b・・・第2の給電線
20c・・・第3の給電線
30・・・照明器点滅用引き込み線
40・・・調光器
42・・・トライアック
47・・・操作部
50・・・LED照明器
60・・・LEDモジュール
60a,60b・・・LED群(第1LED及び第2LED)
81,81A・・・定電流回路
82,82A・・・バランス回路
100・・・マイクロコンピュータ
101・・・メモリ(記憶装置)
102・・・モード判定部
103・・・輝度調整部
104・・・色温度調整部
Claims (16)
- 電源と一本の第1給電線を介して接続された調光器と一本の第2給電線を介して接続されるとともに、一本の第3給電線を介して前記電源に接続され、前記調光器が備えるユーザインタフェースの操作量に応じた導通制御部の点弧位相角度に応じた導通時間において、前記電源から供給される交流電流を受電するLED照明器であって、
同色で異なる発光スペクトル、又は異なる色で発光する第1及び第2のLEDモジュールと、
前記点弧位相角度及び前記点弧位相角度の時間変化を計測する計測部と、
前記受電された交流電流を用いて、前記点弧位相角度に基づく輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールを発光させるための駆動電流を前記第1及び第2のLEDモジュールに夫々供給する調光手段と、
前記受電された交流電流を用いて、前記点弧位相角度に基づく色温度で前記第1及第2のLEDモジュールを発光させるための駆動電流を前記第1及び第2のLEDモジュールに夫々供給する調色手段と、
前記点弧位相角度の時間変化に基づいて、選択すべき制御モードを、前記調光手段によって調整された駆動電流が前記第1及び第2のLEDモジュールに供給される調光モードと、前記調色手段によって調整された駆動電流が前記第1及び第2のLEDモジュールに供給される調色モードとの間で切り替える選択手段と、
前記調光モードの選択状態において、前記点弧位相角度に基づく輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調光手段を制御する調光制御部と、
前記調色モードの選択状態において、前記点弧位相角度に基づく色温度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調色手段を制御する調色制御部と
を含むLED照明器。 - 前記選択手段は、前記LED照明器の主電源投入時には、前記調光モードと前記調色モードとの一方を選択し、前記調光モード及び前記調色モードとの一方において、前記点弧位相角度が変化しない時間が閾値を越えることを条件に、前記調光モード及び前記調色モードの一方を他方に切り替える
請求項1に記載のLED照明器。 - 前記切替手段は、前記調光モードの選択状態において前記点弧位相角度の時間変化が所定範囲に収まる場合には、前記調光モードを維持し、
前記調光手段は、点弧位相角度の大きさに応じた平均電流値の駆動電流を前記第1及び第2LEDモジュールに供給する
請求項1又は2に記載のLED照明器。 - 前記調色手段は、前記調色モードの選択状態において、前記点弧位相角度が減少傾向にある場合には色温度が上昇する一方で、前記点弧位相角度が増大する傾向にある場合には色温度が下降するように、前記第1及び第2のLEDモジュールに夫々供給される駆動電流の比を調整する
請求項1から3の何れか1項に記載のLED照明器。 - 一対の給電線の一方を介して前記調光器と接続される第1の端子と、前記一対の給電線の他方を介して前記電源と接続される第2の端子とからなる一対の2端子をさらに含む
請求項1から4の何れか1項に記載のLED照明器。 - 前記受電された交流電流を用いて前記導通時間の経過後も前記調光手段又は前記調色手段が駆動電流の供給を継続するための電荷を蓄える蓄電部をさらに含む
請求項1から5の何れか1項に記載のLED照明器。 - 電源と一本の給電線を介して接続される調光調色器と、前記調光調色器と一対の給電線の一方を介して接続される第1端子と前記電源と前記一対の給電線の他方を介して接続される第2端子とを備えるLED照明器とを含み、
前記調光調色器は、
輝度調整用の第1ユーザインタフェースと、
色温度調整用の第2ユーザインタフェースと、
電源から供給される交流電圧波形を前記第1ユーザインタフェースの操作量に応じた輝度制御信号を含む波形に成形する第1成形部と、
前記電源から供給される交流電圧波形を前記第2ユーザインタフェースの操作量に応じた色温度制御信号を含む波形に成形する第2成形部とを備え、
前記LED照明器は、
一方が前記調光調色器に接続され、他方が前記電源に接続された一対の端子と、
同色で異なる発光スペクトル、又は異なる色で発光する第1及び第2のLEDモジュールと、
前記受電された交流電圧波形が輝度制御信号と色温度制御信号のいずれを含むかを判定する判定部と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに輝度調整用の駆動電流を供給する調光手段と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに色温度調整用の駆動電流を供給する調色手段と、
前記輝度制御信号に応じた輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調光手段を制御する調光制御部と、
前記色温度制御信号に応じた色温度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調色手段を制御する調色制御部と
を備えるLED照明システム。 - 前記第1成形部と前記第2成形部の一方は、前記交流電圧波形の正及び負のサイクルの双方において、前記第1又は前記第2ユーザインタフェースの操作量に応じて電圧が所定量低下する区間を生成し、
前記第1成形部と前記第2成形部の他方は、前記交流電圧波形の正又は負のサイクルの一方において、前記第1又は前記第2ユーザインタフェースの操作量に応じて電圧が所定量低下する区間を生成し、
前記判定部は、前記交流電圧波形の正及び負のサイクルの双方において電圧が所定量低下する区間が変動しているか否かを判定することによって、前記交流電圧波形が前記輝度制御信号と前記色温度制御信号のいずれを含むかを判定する
請求項7に記載のLED照明システム。 - 前記調光制御手段は、前記交流電圧波形中の前記輝度制御信号の位置を示す位相角度が小さくなるほど輝度が小さくなるように、前記調光手段を制御する
請求項7又は8に記載のLED照明システム。 - 前記色温度制御手段は、前記交流電圧波形中の前記色温度制御信号の位置を示す位相角度が小さくなるほど色温度が高くなるように、前記調色手段を制御する
請求項7から9のいずれか1項に記載のLED照明システム。 - 交流電源と一本の給電線を介して接続される第1端子と、一対の給電線の一方が前記交流電源に接続され且つ色温度が相互に異なる第1LEDモジュール及び第2LEDモジュールを有するLED照明器と前記一つの給電線の他方を介して接続される第2端子とからなる一対の端子と、
輝度調整用の第1ユーザインタフェースと、
色度調整用の第2ユーザインタフェースと、
前記交流電源から供給される交流電圧波形を前記第1ユーザインタフェースの操作量に応じた輝度制御信号を含む波形に成形する第1成形部と、
前記交流電源から供給される交流電圧波形を前記第2ユーザインタフェースの操作量に応じた色温度制御信号を含む波形に成形する第2成形部と、
前記輝度制御信号又は前記色温度制御信号を含む波形の交流電圧を前記LED照明器に供給する供給部と、
を備える調光調色器。 - 交流電源と1本の給電線を介して接続された調光調色器と一対の給電線の一方を介して接続される第1端子と、前記交流電源と前記一対の給電線の他方を介して接続される第2端子とからなる一対の端子と、
色温度が相互に異なる第1LEDモジュール及び第2LEDモジュールと、
前記一対の端子によって前記調光調色器から得られた交流電圧波形が輝度制御信号と色温度制御信号のいずれを含むかを判定する判定部と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに輝度調整用の駆動電流を供給する調光手段と、
前記第1及び第2のLEDモジュールに色温度調整用の駆動電流を供給する調色手段と、
前記輝度制御信号に応じた輝度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調光手段を制御する調光制御部と、
前記色温度制御信号に応じた色温度で前記第1及び第2のLEDモジュールが発光するように、前記調色手段を制御する調色制御部と
を備えるLED照明器。 - 2本の電線を介して電源に接続されるLED照明器具であって、
発光スペクトル又は色度が相互に異なる第1LED及び第2LEDと、
前記2本の電線から周期的に供給される電力のオン時間の長さを監視し、前記オン時間の長さが変化しない状態が閾値以上継続することを条件に、前記第1LED及び前記第2LEDの制御モードを第1モードと第2モードとの間で切り替える切替手段と、
前記第1モードにおいて、前記電力のオン時間の長さに応じて、前記第1LEDに供給すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との総量を決定する第1制御手段と、
前記第2モードにおいて、前記電力のオン時間の長さに応じて、前記第1LEDに供給すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との比を決定する第2制御手段とを含むLED照明器具。 - 現在の制御モードを示すモード情報と、現在の前記総量及び前記比とを格納する不揮発性記録媒体をさらに含む
請求項13に記載のLED照明器具。 - 2本の電線を介して電源に接続されるLED照明器具であって、
発光スペクトル又は色度が相互に異なる第1LED及び第2LEDと、
前記2本の電線から供給される周期的な電圧又は電流波形から調光情報及び調色情報を検知する検知手段と、
前記調光情報に応じて、前記第1LEDに供給すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との総量を決定する第1制御手段と、
前記調色情報に応じて、前記第1LEDに供給すべき平均電流と前記第2LEDに供給すべき平均電流との比を決定する第2制御手段と
を含むLED照明器具。 - 現在の前記総量及び前記比を格納する不揮発性記録媒体をさらに含む
請求項15に記載のLED照明器具。
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