JP2013254665A - 照明光源用のコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】照射光の光量及び色温度を調整するために用いられる照明光源用のコントローラの小型化及び操作性向上を図る。
【解決手段】コントローラ１は、照明光源からの照射光の光量を調整するのに用いられる調光用ダイヤル６と、同照射光の色温度を調整するのに用いられる調色用ダイヤル７と、を備える。これら調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７は、それぞれ回動可能な円板状ノブにより構成され、かつ互いに積み重ねられて配置されている。調光用ダイヤル６を回動させることで光量が調整され、調色用ダイヤル７を回動させることで色温度が調整される。調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とが互いに積み重ねられているのでコントローラ１を小型化することができ、また、両ダイヤル６、７を回動させることで光量及び色温度を調整するので操作性が良い。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数色の光を発する照明光源からの照射光の光量及び色温度を調整するための照明光源用のコントローラに関する。

照射光の光量及び色温度は、人の心理に様々な影響を与える。照射光の光量及び色温度と人の心理との関係については、今までに多くの実験が報告されており、その中でも１９４１年にKruithofが示した「色温度によって快適照度（光量）の上限及び下限が変化する」という考えは、広く受け入れられている。

図９に示すように、Kruithofの実験によれば、色温度の高い光（例えば、昼白色の蛍光灯から照射されるような青白い光、色温度：〜５０００Ｋ）は、その照度が高い場合には人に爽やかな印象を与えるが、その照度が低い場合には人に陰気な印象を与える。一方、色温度の低い光（例えば、白熱ランプから照射されるような赤っぽい光、色温度：〜２８００Ｋ）は、その照度が高い場合には人に暑苦しい印象を与えるが、その照度が適度に調整されている場合には人に穏やかな印象を与える。このように、照射光の色温度によって、人が快適感や不快感を感じる照射光の照度は異なる。

近年では、ＲＧＢ各色に発光するＬＥＤを組み合わせることで照射光の色温度を任意に設定することができる照明光源、及びこのような照明光源からの照射光の光量及び色温度を各々調整するコントローラが知られている。この種のコントローラとして、例えば、上下移動可能かつ回動可能なダイヤルを備え、このダイヤルの上下移動操作によって照射光の光量が調整され、同ダイヤルの回動操作によって照射光の色温度が調整されるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１７１１７９号公報

しかしながら、上述したような照明光源用のコントローラでは、ダイヤルの上下移動操作により光量が調整されるので、ダイヤルを上下移動させるためのスペースが必要となる。そのため、コントローラを小型化しようとすると上記スペースも小さくなってしまい、光量の微調整が難しくなる。また、光量を調整するためにユーザがダイヤルを掴むと、ダイヤルを意図せず回動させてしまい色温度が変化してしまうことも起こり得る。

本発明は、上記課題を解決するものであって、小型化が可能で、かつ照射光の光量及び色温度を調整する際の操作性の良い照明光源用のコントローラを提供することを目的とする。

本発明の照明光源用のコントローラは、互いに異なる色の光を発する複数種の光源を有する照明光源の発光制御に用いられ、この照明光源からの照射光の光量を調整するために用いられる調光用ダイヤル及び同照射光の色温度を調整するために用いられる調色用ダイヤルを備え、前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルは、それぞれ回動可能な円板状ノブにより構成され、かつ互いに積み重ねられて配置され、照射光の光量は、前記調光用ダイヤルが回動されることで調整され、照射光の色温度は、前記調色用ダイヤルが回動されることで調整されることを特徴とする。

前記調光用ダイヤルは、前記調色用ダイヤルの上に積み重ねられて配置され、該調色用ダイヤル側に押し込まれることで該調色用ダイヤルと一体化して該調色用ダイヤルと一体操作可能となり、該調色用ダイヤル側に再度押し込まれることで該調色用ダイヤルから分離して該調色用ダイヤルとは独立して操作可能となることが好ましい。

前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルが一体操作されるときに、該ダイヤルが回動されると、前記照明光源からの照射光の光量及び色温度は、光量と色温度とが相関して変化するように規定した調光調色カーブで定められた値に従って変化することが好ましい。

前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルは、互いに同じ直径を有することが好ましい。

前記調色用ダイヤルは、前記調光用ダイヤルよりも大きな直径を有し、かつ該調光用ダイヤルが自身の方に押し込まれたときに該調光用ダイヤルを収容するための穴を有することが好ましい。

前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルは、それぞれ一定範囲内で回動し、この回動範囲内において照射光の光量及び色温度の調整範囲の上限及び下限が設定されていることが好ましい。

前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤル各々の回動加速度を検知する加速度センサを更に備えているときには、前記加速度センサにより検知された前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤル各々の回動加速度の大きさと、前記照明光源からの照射光の光量及び色温度の変化量の大きさと、が互いに比例するように構成されていることが好ましい。

前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルが互いに独立して操作されるときに、前記調光用ダイヤル又は調色用ダイヤルにより設定された任意の光量又は色温度に応じて、最適な色温度又は光量を自動で設定するためのオススメボタンを更に備えることが好ましい。

本発明によれば、調光用ダイヤルと調色用ダイヤルとが互いに積み重ねられているのでコントローラを小型化することができ、また、両ダイヤルを回動させることで光量及び色温度を調整するので操作性を良くすることができる。

本発明の実施形態に係る照明光源用のコントローラを備えた照明システムの構成図。 上記コントローラを構成する調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルを示す斜視図。 上記調光用ダイヤルと調色用ダイヤルとを可逆的に一体化させるときの動作を示す斜視図。 （ａ）は上記照明システムを構成する電源ユニットの構成図、（ｂ）は同電源ユニットを構成する駆動部の回路図。 上記コントローラに記憶された調光調色カーブを示す図。 （ａ）は上記実施形態の第１の変形例に係るコントローラの斜視図、（ｂ）は同コントローラにおいて調光用ダイヤルと調色用ダイヤルとを互いに一体化させたときの斜視図。 上記実施形態の第２の変形例に係るコントローラの斜視図。 上記実施形態の第３の変形例に係るコントローラの斜視図。 照射光の照度及び色温度と人が受ける印象との関係を示した図。

本発明の実施形態に係る照明光源用のコントローラについて図１乃至図５を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態のコントローラ１は、照明システム１０の一部を構成している。照明システム１０は、コントローラ１に加えて、照明光源２と、照明光源２への電力供給を制御する電源ユニット３と、を更に備える。コントローラ１は、ユーザからの入力に基づいて電源ユニット３の動作を制御するための制御信号を生成する。この制御信号を受信した電源ユニット３は、照明光源２への通電を調整することで照明光源２を発光制御する。

照明光源２は、互いに異なる色の光を発する複数種の光源を有し、図例では、赤色光を発する赤色光源２Ｒ（Ｒ：Ｒｅｄ）と、緑色光を発する緑色光源２Ｇ（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）と、青色光を発する青色光源２Ｂ（Ｂ：Ｂｌｕｅ）と、を有する。赤色光源２Ｒは、互いに直列に接続された複数の赤色ＬＥＤにより構成されている。緑色光源２Ｇは、互いに直列に接続された複数の緑色ＬＥＤにより構成されている。青色光源２Ｂは、互いに直列に接続された複数の青色ＬＥＤにより構成されている。

コントローラ１は、例えば、照明システム１０が設置される部屋の壁面に固定され、矩形の箱型形状とされるハウジング１１を有する。ハウジング１１の一面には、照明光源２をオンオフ制御するための電源スイッチ１２と、照明光源２からの照射光の光量及び色温度を調整するために用いられる回動可能なダイヤル４と、ダイヤル４の回動位置を示すための複数のマーク５と、が設けられている。電源スイッチ１２は、押釦スイッチにより構成され、交流電源ＡＣから電源ユニット３への給電経路を開閉する。マーク５は、ダイヤル４を時計に見立てると、ダイヤル４の６時の位置に設けられたマーク５１と、ダイヤル４の４時の位置に設けられたマーク５２と、により構成されている。

また、ハウジング１１の内部には、照明光源２からの照射光の光量と色温度とが相関して変化するように規定した所定の調光調色カーブ（後述参照）を記憶する記憶部１３が設けられている。

図２に示すように、ダイヤル４は、照明光源２からの照射光の光量を調整するために用いられる調光用ダイヤル６と、照明光源２からの照射光の色温度を調整するために用いられる調色用ダイヤル７と、により構成されている。これら調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７は、それぞれ回動可能な円板状ノブにより構成され、互いに同じ直径を有し、かつ互いに積み重ねられて配置されている。図例では、調光用ダイヤル６が、調色用ダイヤル７の上に積み重ねられている。ダイヤル６、７は、スムーズに回動されるように構成されていてもよいし、回動させたときにクリック感が得られるように構成されていてもよい。

調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７は、それぞれその表面に自身の回動位置を示すための目盛り６１、７１を有する。調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７は、それぞれ一定範囲内で回動し、この回動範囲内において照射光の光量及び色温度の調整範囲の上限及び下限が設定されている。図例では、調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７は、それぞれの目盛り６１、７１がマーク５１から時計回りにマーク５２の範囲まで略３００度回動するように構成されている。

調光用ダイヤル６は、その目盛り６１がマーク５１に合っているときに照明光源２からの照射光の光量が最小となるように構成され、目盛り６１がマーク５２に合っているときに照明光源２からの照射光の光量が最大となるように構成されている。また、調色用ダイヤル７は、その目盛り７１がマーク５１に合っているときに照明光源２からの照射光の色温度が最低となるように構成され、目盛り７１がマーク５２に合っているときに照明光源２からの照射光の色温度が最高となるように構成されている。

図２は、調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とが互いに分離した状態を示している。この状態では、調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７は、互いに独立して回動操作可能となっている。

図３に示すように、調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７は、可逆的に一体化可能に構成されている。この一体化は、調光用ダイヤル６を調色用ダイヤル７側に押し込むことで成され、再度調光用ダイヤル６を調色用ダイヤル７側に押し込むことで解除される。調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とを一体化させることで、ダイヤル６、７を一体に回動操作することが可能となる。

図４（ａ）に示すように、電源ユニット３は、コントローラ１からの制御信号が入力される制御信号入力部３１と、コントローラ１を通じて給電される交流電源ＡＣからの交流電圧を所望の直流電圧に変換する交流／直流変換部３２と、を有する。また、電源ユニット３は、赤色光源２Ｒを駆動する赤色駆動部３３Ｒと、緑色光源２Ｇを駆動する緑色駆動部３３Ｇと、青色光源２Ｂを駆動する青色駆動部３３Ｂと、を有する。更に、電源ユニット３は、制御信号入力部３１に入力された制御信号を、駆動部３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの各々を駆動するための駆動信号に変換する駆動信号変換部３４を有する。駆動信号変換部３４は、オンデューティ比が可変である一定周期の矩形波信号から成る駆動信号を出力する。

駆動部３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂは、互いに同一に構成されている。図４（ｂ）に示すように、駆動部３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの各々は、光源２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ各々のアノードと交流／直流変換部３２の（＋）端との間に挿入された限流抵抗Ｒを有する。また、駆動部３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの各々は、光源２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ各々のカソードに接続されドレインが交流／直流変換部３２の（−）端（グランド）に接続されたスイッチング素子Ｑ１を有する。スイッチング素子Ｑ１は、電界効果トランジスタにより構成される。

更に、駆動部３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの各々は、互いに並列接続された２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を含む波形整形回路を有する。トランジスタＴｒ１は、そのコレクタが交流／直流変換部３２の（＋）端に接続され、かつそのエミッタがスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続されたＰＮＰ型のバイポーラトランジスタにより構成される。また、トランジスタＴｒ２は、そのコレクタがスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続され、かつそのエミッタが交流／直流変換部３２の（−）端（グランド）に接続されたＮＰＮ型のバイポーラトランジスタにより構成される。波形整形回路は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベースに入力された駆動信号変換部３４からの駆動信号を基にスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ（パルス幅変調）制御して、光源２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ各々への給電量を調節する。

上記のように構成されたコントローラ１の操作法について説明する。通常時には、調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とを互いに一体化させた状態でコントローラ１を使用する。このとき、ダイヤル６、７を回動させると、照明光源２からの照射光の光量及び色温度は、所定の調光調色カーブで定められた値に従って変化する。

調光調色カーブは、Kruithofの実験で人が快適感を感じるとされた領域（図９参照）内で、照射光の光量及び色温度が互いに連動して変化するように規定している。図５に示すように、調光調色カーブは、例えば、３０００Ｋ未満の領域では色温度の変化幅に対する光出力（光量）の変化幅が大きくなるように規定し、３０００Ｋ以上の領域では色温度の変化幅に対する光出力（光量）の変化幅が小さくなるように規定する。これにより、光量と色温度とのバランスが適切に調整され、かつユーザが快適感を感じることができる照射光を常に得ることができる。

上記操作により、照明システム１０からの照射光の光量と色温度とのバランスが調整されたとしても、例えば、照明システム１０の他に光源が存在するとき等、照明環境に応じて照射光の光量及び色温度をそれぞれ適宜に修正したい場合がある。このような場合には、調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７との一体化を解除してダイヤル６、７を互いに独立して回動できるようにし、照射光の光量又は色温度を個々に調整することでユーザが快適と感じる照射光とする。

上述のように、本実施形態のコントローラ１によれば、調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とが互いに積み重ねられているので、従来のコントローラでは設けられていたダイヤルを上下移動させるためのスペースが不要となってコントローラ１を小型化できる。また、調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７を回動させることで光量及び色温度を調整するので操作性が良い。

また、調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とを互いに一体化して、照射光の光量及び色温度を調光調色カーブに規定された値に従って調整することで、常に快適感を感じることができる照射光が得られる。更に、照明システム１０の周囲状況等に応じて照射光の光量及び色温度を個別に調整したい場合には、調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とを互いに分離して、これらダイヤル６、７を個々に操作すればよい。

また、調光用ダイヤル６の直径と調色用ダイヤル７の直径とが互いに同じに構成されているので、これらダイヤル６、７を一体化したときにダイヤル６、７の厚みが大きくなってホールド感が増す。更に、調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７の回動範囲内において光量及び色温度の上限及び下限が設定されているので、調光用ダイヤル６の目盛り６１及び調色用ダイヤル７の目盛り７１の位置からおおよその光量及び色温度を知ることができ操作性が良い。

次に、上記実施形態の第１の変形例に係るコントローラについて図６（ａ）（ｂ）を参照して説明する。コントローラ１ａでは、調色用ダイヤル７が、調光用ダイヤル６よりも大きな直径を有し、かつ調光用ダイヤル６が調色用ダイヤル７の方に押し込まれたときに調光用ダイヤル６を収容するための穴７２を有する。これにより、調光用ダイヤル６を調色用ダイヤル７の方に押し込んでダイヤル６、７を一体化したときに、上述のコントローラ１に比べて、ダイヤル６、７の突出量を小さくしてコントローラ１ａを薄型化することができる。

次に、上記実施形態の第２の変形例に係るコントローラについて図７を参照して説明する。コントローラ１ｂは、上述のコントローラ１を基に、照射光の光量及び色温度の自動設定に用いられるオススメボタン８を更に設けたものである。図例では、オススメボタン８が、調光用ダイヤル６の上面中央に設けられている。オススメボタン８は、調光用ダイヤル６と調色用ダイヤル７とが個別に操作されるときに使用され、例えば、調光用ダイヤル６により光量を任意に設定した後にオススメボタン８を押せば、その光量に最適な色温度が調光調色カーブに従って自動で設定される。また、逆に、調色用ダイヤル７により色温度を任意に設定した後にオススメボタン８を押せば、その色温度に最適な光量が調光調色カーブに従って自動で設定される。これにより、照射光の光量及び色温度を簡単に最適化することができる。

次に、上記実施形態の第３の変形例に係るコントローラについて図８を参照して説明する。上述したコントローラ１、１ａ、１ｂでは、ダイヤル６、７の回動は、一定範囲内（マーク５１からマーク５２の間）に限定されていた。これに対し、本変形例のコントローラ１ｃでは、ダイヤル６、７の回動範囲が制限されておらず、かつダイヤル６、７各々の回動加速度を検知する加速度センサ９１、９２が設けられている。コントローラ１ｃは、加速度センサ９１、９２により検知された調光用ダイヤル６及び調色用ダイヤル７各々の回動加速度の大きさと、照射光の光量及び色温度の変化量の大きさと、が互いに比例するように構成されている。これにより、ダイヤル６、７を速く回動させることで照射光の光量及び色温度を大きく変化させることができるので、所望の光量及び色温度を素早く得ることができる。

なお、本発明に係る照明光源用のコントローラは、上記実施形態及びその変形例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、複数の調光調色カーブがコントローラの記憶部に記憶され、照明システムを用いるシーンに応じて調光調色カーブを適宜選択し、種々のパターンで照射光の光量及び色温度を調整することができる構成としてもよい。調光調色カーブとしては、本実施形態のものに加えて、例えば、起床時において時間の経過と共に光量及び色温度がそれぞれ単調増加するように規定する起床時調光調色カーブや、色温度が高色温度にならないように規定する就寝前調光調色カーブがある。また、調光調色カーブを調整する調整ボタンを更に設け、調光調色カーブを調整することで照射光の光量及び色温度を調整する構成としてもよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ コントローラ
１０ 照明システム
２ 照明光源
２Ｒ 赤色光源
２Ｇ 緑色光源
２Ｂ 青色光源
６ 調光用ダイヤル
７ 調色用ダイヤル
７２ （調光用ダイヤルを収容するための）穴
８ オススメボタン
９１、９２ 加速度センサ

Claims (8)

1. 互いに異なる色の光を発する複数種の光源を有する照明光源の発光制御に用いられ、この照明光源からの照射光の光量を調整するために用いられる調光用ダイヤル及び同照射光の色温度を調整するために用いられる調色用ダイヤルを備えた照明光源用のコントローラであって、
   前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルは、それぞれ回動可能な円板状ノブにより構成され、かつ互いに積み重ねられて配置され、
   照射光の光量は、前記調光用ダイヤルが回動されることで調整され、照射光の色温度は、前記調色用ダイヤルが回動されることで調整されることを特徴とする照明光源用のコントローラ。
2. 前記調光用ダイヤルは、前記調色用ダイヤルの上に積み重ねられて配置され、該調色用ダイヤル側に押し込まれることで該調色用ダイヤルと一体化して該調色用ダイヤルと一体操作可能となり、該調色用ダイヤル側に再度押し込まれることで該調色用ダイヤルから分離して該調色用ダイヤルとは独立して操作可能となることを特徴とする請求項１に記載の照明光源用のコントローラ。
3. 前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルが一体操作されるときに、該ダイヤルが回動されると、前記照明光源からの照射光の光量及び色温度は、光量と色温度とが相関して変化するように規定した調光調色カーブで定められた値に従って変化することを特徴とする請求項２に記載の照明光源用のコントローラ。
4. 前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルは、互いに同じ直径を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明光源用のコントローラ。
5. 前記調色用ダイヤルは、前記調光用ダイヤルよりも大きな直径を有し、かつ該調光用ダイヤルが自身の方に押し込まれたときに該調光用ダイヤルを収容するための穴を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の照明光源用のコントローラ。
6. 前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルは、それぞれ一定範囲内で回動し、この回動範囲内において照射光の光量及び色温度の調整範囲の上限及び下限が設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明光源用のコントローラ。
7. 前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤル各々の回動加速度を検知する加速度センサを更に備え、
   前記加速度センサにより検知された前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤル各々の回動加速度の大きさと、前記照明光源からの照射光の光量及び色温度の変化量の大きさと、が互いに比例するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明光源用のコントローラ。
8. 前記調光用ダイヤル及び調色用ダイヤルが互いに独立して操作されるときに、
   前記調光用ダイヤル又は調色用ダイヤルにより設定された任意の光量又は色温度に応じて、最適な色温度又は光量を自動で設定するためのオススメボタンを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の照明光源用のコントローラ。

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