JP2014011153A - 照明灯具、照明システム及びその照明電源制御モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】照明灯具、照明システム及びその照明電源制御モジュールである。
【解決手段】この照明電源制御モジュールは、複数の光源と、電流制御回路と、を備える。電流制御回路は、光源駆動器と、スイッチと、光制御モジュールと、を含む。光源駆動器は、直流電流源出力及び複数のスイッチ制御信号を提供することに用いられる。スイッチは、光源駆動器と光源との間に電気的に接続されて、スイッチ制御信号によって直流電流を少なくとも１つの光源に選択的に供給することに用いられる。光制御モジュールは、利用者制御信号によってスイッチ制御信号を決めて、前記直流電流の値を調整する。この照明灯具は、照明電源制御モジュールと、筐体と、電源線と、を備える。この照明システムは、照明灯具と、複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを備えるＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明灯具、この照明灯具を適用した照明システムに関し、特に、予備電源（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）とホットプラグ（ｈｏｔ ｐｌｕｇ）機能を有する集中型の電源供給構成であり、小型、軽量、低電磁干渉（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ；ＥＭＩ）である照明灯具、及びこの照明灯具を適用した照明システムに関する。

照明装置は、人間の生活で重要な役割を果たす。各種建物、交通手段又は装飾品にわたって、いたるところに使われる。人間に対して、照明装置は、単に照明を提供する道具だけではなく、人間の生活に強い影響力を与えている。

現在、よく見られる照明装置としては、白熱灯、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）灯などがある。従来の白熱灯は、タングステン線に通電して、高熱発光を発生させて照明する。しかしながら、このような発光方式は、非常に電力を費やすため、蛍光灯が白熱灯に次第に取って代わった。

蛍光灯は、高電圧を電極に印加することで電子を発射して、電子を水銀蒸気原子に衝突させ、電離と励起現象を発生させる。水銀蒸気原子が励起状態から基底状態に戻すと、波長が２５３．７ｎｍであり、不可視光線の範囲にある電磁波が放出される。従って、各種の異なる蛍光物質を更に利用して、この電磁波を吸収して可視光線に変換することで、蛍光灯を様々な異った色を発出させることができる。

蛍光灯は白熱灯よりもよい発光効率を有するが、水銀蒸気を内蔵するせいで、環境保護と省エネを呼びかける現代社会人は、節電と環境保護の要求に応じて開発する新規の発光装置が蛍光灯に取って代わることを、極力考慮し続けている。このように開発される発光ダイオード照明モジュールに、大きな期待が寄せられている。適切な順バイアスが発光ダイオードにかかる場合、電子、電子孔は、別々にＮ、Ｐの両端に注入されて、そして、電子孔と電子は、Ｐ／Ｎ界面領域で結合されることで、発光ダイオードを発光させる。これは、電子が高エネルギー状態から低エネルギー状態に落ちて電子孔に結合され、エネルギーを光の形式で放出するからである。

発光ダイオードは、蛍光灯よりもよい発光効率を有するため、省エネにおける性能も蛍光灯より優れる。普通の発光ダイオードが直流電流によって光エネルギーを生じる必要があるため、市販の発光ダイオード灯具は、交流電流を発光ダイオードに使用される直流電流に変換するために、交流/直流変換器（ＡＣ‐ｔｏ‐ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含む。普通の交流/直流変換器は、スイッチング（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）整流器である場合が多い。スイッチング整流器は、好適な電力変換比率を有するが、強い電磁干渉（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ；ＥＭＩ）だけではなく、大きい体積も更に有する。このように、発光ダイオード灯具は、大きい体積を強いられることだけではなく、安全規格認証も難しくなる。

従って、低電磁干渉で小体積を有する照明灯具が必要となる。

本発明の一側面は、照明灯具、照明システム及びその照明電源制御モジュールを提供することにある。前記照明電源制御モジュールと照明灯具は、低電磁干渉で小体積な電子装置だけで、電気エネルギーを光源に供給する。前記照明システムは、小体積で低電磁干渉の照明灯具のほか、ホットプラグ機能を有する複数組のＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器を更に統合して具備することで、予備のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを提供し、照明システムのメンテナンスを容易にする。

本発明の一実施例による照明電源制御モジュールは、複数の光源と、電流制御回路と、を備える。電流制御回路は、光源に電気的に接続されて、電気エネルギーを前記光源に提供する。電流制御回路は、光源駆動器と、複数のスイッチと、光制御モジュールと、を含む。光源駆動器は、直流電流源出力及び複数のスイッチ制御信号を提供することに用いられる。スイッチは、光源駆動器と光源との間に電気的に接続されて、スイッチ制御信号によって直流電流源出力を少なくとも１つの光源に選択的に供給することに用いられる。光制御モジュールは、スイッチ及び光源駆動器に電気的に接続されて、利用者制御信号によってスイッチ制御信号を決めて、光源に提供された直流電流の値を調整する。

本発明の別の実施例による照明灯具は、複数の光源と、電流制御回路と、灯具筐体と、直流電源線と、を備える。電流制御回路は、光源に電気的に接続されて、電気エネルギーを前記光源に提供する。電流制御回路は、光源駆動器と、複数のスイッチと、光制御モジュールと、を含む。光源駆動器は、直流電流源出力及び複数のスイッチ制御信号を提供することに用いられる。スイッチは、光源駆動器と光源との間に電気的に接続されて、スイッチ制御信号によって直流電流源出力を少なくとも１つの光源に選択的に供給することに用いられる。光制御モジュールは、スイッチと光源駆動器に電気的に接続されて、利用者制御信号によってスイッチ制御信号を決めて、光源に提供された直流電流の値を調整する。灯具筐体は、光源と電流制御回路を収納する。直流電源線は、灯具筐体に貫設され、電流制御回路に電気的に接続されて、直流電圧を電流制御回路に提供する。

本発明のまた他の実施例による照明システムは、複数の照明灯具と、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器と、を具備する。各照明灯具は、複数の光源と、電流制御回路と、灯具筐体と、直流電源線と、を備える。電流制御回路は、光源に電気的に接続されて、電気エネルギーを提供して前記光源を駆動する。電流制御回路は、光源駆動器と、複数のスイッチと、光制御モジュールと、を含む。光源駆動器は、直流電流源出力及び複数のスイッチ制御信号を提供することに用いられる。スイッチは、光源駆動器と光源との間に電気的に接続されて、直流電流を少なくとも１つの光源に選択的に供給することに用いられる。光制御モジュールは、光源駆動器に電気的に接続されて、利用者制御信号によってスイッチ制御信号を決めて、直流電流の値を調整する。灯具筐体は、光源と電流制御回路を収納する。直流電源線は、灯具筐体に貫設され、電流制御回路に電気的に接続されて、直流電圧を電流制御回路に提供する。ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器は、交流電圧を直流電圧に変換して、直流電圧源出力を電流制御回路に提供するための複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを備える。

前記説明から分かるように、本発明の実施例の照明灯具は、低電磁干渉で小体積の光源駆動器だけで、電気エネルギーを光源に供給し、また、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器を照明灯具から独立させることで、照明灯具の電磁干渉を低減し、灯具の体積を小さくすることができる。本発明の実施例の照明システムは、複数組のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを具備することで、予備のＡＣ‐ＤＣ電源を提供すると同時に、照明システムのメンテナンスを容易にする。

本発明の前記又は他の目的、特徴、及びメリットをより分かりやすくするために、下文では、特に、複数の好ましい実施例を挙げて、添付の図面に合わせて、下記のように説明する。

本発明の実施例による照明電源制御モジュールの機能ブロック図である。 本発明の実施例による照明灯具の外観の構造略図である。 本発明の実施例による照明システムの機能ブロック図である。 本発明の実施例による照明システムの機能ブロック図である。

本発明の実施例による照明電源制御モジュール１０の機能ブロック図である図１を参照する。照明電源制御モジュール１０は、複数の光源１１０と、電流制御回路１２０と、を備える。

電流制御回路１２０は、光源駆動器１２２と、複数のスイッチ１２４と、光制御モジュール１２６と、を含む。本実施例において、光源１１０は、発光ダイオードであるが、本発明の実施例は、これに限定されない。本発明の他の実施例において、光源１１０は、直流電流を用いる他の光源であってよい。電流制御回路１２０は、直流電流を光源１１０に選択的に供給して、光源１１０の一部又は全体をオンにすることに用いられる。下記説明において、電流制御回路１２０における各部品の機能について、詳しく紹介する。

光源駆動器１２２は、直流電源線１４０を通じて、外部電源に提供された直流電圧源を受信する。この直流電圧に基づいて光源駆動器１２２を介して、直流電流は光源１１０に提供される。また光源駆動器１２２は、スイッチ制御信号をスイッチ１２４に提供するように変換することに用いられる。スイッチ１２４は、光源駆動器１２２と光源１１０との間に電気的に接続されて、直流電流を少なくとも１つの光源１１０に選択的に供給する。そのうち、スイッチ１２４の制御端子は、光源駆動器１２２に電気的に接続されて、光源駆動器１２２に伝送されたスイッチ制御信号によって、オン／オフ操作を行う。

光制御モジュール１２６は、光源駆動器１２２に電気的に接続されて、利用者制御信号によって光源駆動器１２２の出力するスイッチ制御信号を決めて、光源駆動器１２２の出力する直流電流値を調整する。例えば、利用者は、４つの光源をオンにして、輝度を最大に調節しようとする場合、電子装置（例えば、リモコン）によって制御信号を光制御モジュール１２６に送信する。光制御モジュール１２６は、利用者制御信号を受信すると、信号を光源駆動器１２２に発信して、スイッチ制御信号の値を決め、光源駆動器１２２は、スイッチ制御信号を出力して４つのスイッチ１２４をオンにして、４つの電流通路を４つの光源１１０に提供する。同時に、光制御モジュール１２６も、光源駆動器１２２を制御して直流電流の値を最大値に調整して、４つの光源１１０を何れも最大輝度で発光できるようにする。

前記説明から分かるように、本発明の実施例による照明電源制御モジュール１０は、ＡＣ‐ＤＣ電源供給器を備えない。つまり、照明電源制御モジュール１０の電流制御回路１２０は、光源駆動器１２２と、スイッチ１２４と、光制御モジュール１２６と、その他の必要な受動素子（例えば、抵抗、キャパシタンスなど）しか備えない。光源駆動器のみを用いて電気エネルギーを提供するため、本発明の実施例による照明電源制御モジュール１０による電磁干渉は、大幅に減少することが可能である。

本発明の実施例による照明灯具１００の外観の構造略図である図１Ａを参照する。照明灯具１００は、筐体１３０と、直流電源線１４０と、前記照明電源制御モジュール１０と、を備える。光源１１０と電流制御回路１２０は、筐体１３０の中に設けられ、直流電源線１４０は、筐体１３０に貫設され、電流制御回路１２０に電気的に接続されて、直流電圧源出力を電流制御回路１２０に提供する。

本発明の実施例による照明システム２００の機能ブロック図である図２を参照する。照明システム２００は、複数の照明灯具１００と、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２１０と、調光装置２２０と、を具備する。ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２１０は、商用電力を受信して、直流電圧源出力に変換して、照明灯具１００の電流制御回路１２０に提供するための複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１２を備える。調光装置２２０は、利用者が灯具１００の輝度を制御することに用いられる。調光装置２２０は、例えば、アナログインピーダンス調光（ｄｉｍｍｉｎｇ）モジュール、又はデジタル通信プロトコル調光（ＤＡＬＩ：Digital Addressable Lighting Interface）モジュールであってよい。アナログインピーダンス調光モジュールを採用する場合は、外部から供給される電圧値を、電子ボリュームや可変抵抗器などを使ってアナログ的に変化させることで実現できるので、シンプルな構成により調光装置２００を実現することができる。一方、ＤＡＬＩモジュールを採用した場合は、マスタ-スレーブ方式の双方向通信が可能なインターフェースで接続された照明機器に対して高度な調光設定を行うことができる。

本実施例において、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２１０は、住宅の配電箱に設けられることができ、照明灯具１００は、住宅の配線を通じてＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２１０に電気的に接続されることができる。このように、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２１０による電磁干渉を避けることができるだけではなく、灯具の交換及び取り付けをより容易にすることもできる。

また、本発明の実施例によるＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１２は、ホットプラグインターフェースを有する。このように、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２１０における１つのＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１２が破損した場合、故障したＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを直接に取り除いて、新しいＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを交換することができる。交換中、他のＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１２は、この故障したＡＣ‐ＤＣ電源モジュールの代わりに働くため、照明灯具１００の照明機能は、依然として影響されない。

本発明の実施例による照明システム３００の機能ブロック図である図３を参照する。照明システム３００は、照明システム２００に似ているが、リモコン３１０を更に具備し、照明灯具１００の光制御モジュール１２６が遠隔操作機能を有することで異なる。本実施例による照明システム３００は、リモコン３１０を提供して、利用者にワイヤレスで照明灯具１００の輝度を制御させる。利用者がリモコン３１０のボタンを押すと、照明灯具１００の光制御モジュール１２６は、リモコン３１０に送信された利用者制御信号を受信し、この信号に応じてスイッチ１２４及び光源駆動器１２２の出力した電流値を制御して、光源１１０をオンにして光源の輝度を調整する。照明システム３００は、本発明の実施例による照明システム２００に比べて、より便利である。

また、リモコン３１０としては、利用者のスマートフォンであってもよい。例えば、利用者は、インターネットを利用してアプリケーション（ＡＰＰ）をダウンロードして、スマートフォンからワイヤレス信号を送信して光制御モジュール１２６を制御する機能を持たせることができる。

本発明では複数の実施例を前述の通り開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１０ 照明電源制御モジュール
１００ 照明灯具
１１０ 光源
１２０ 電流制御回路
１２２ 光源駆動器
１２４ スイッチ
１２６ 光制御モジュール
１３０ 筐体
１４０ 直流電源線
２００ 照明システム
２１０ モジュール化電源供給器
２１２ ＡＣ‐ＤＣ電源モジュール
２２０ 調光装置
３００ 照明システム
３１０ リモコン

Claims (9)

1. 複数の光源と、
   前記複数の光源に電気的に接続されて、直流電流を供給して前記複数の光源を駆動する電流制御回路と
   を備え、
   前記電流制御回路は、
   前記直流電流の出力及び複数のスイッチ制御信号の供給に用いられる光源駆動器と、
   前記光源駆動器と前記複数の光源との間に電気的に接続されて、前記複数のスイッチ制御信号によって前記直流電流を前記複数の光源のうちの少なくとも１つに選択的に供給する複数のスイッチと、
   前記光源駆動器に電気的に接続されて、利用者制御信号によって前記複数のスイッチ制御信号を決めるとともに、前記直流電流の値を調整する光制御モジュールと
   を有する
   照明電源制御モジュール。
2. 複数の光源と、
   前記複数の光源に電気的に接続されて、直流電流を供給して前記複数の光源を駆動する電流制御回路と、
   前記複数の光源と前記電流制御回路を収納する灯具筐体と、
   前記灯具筐体に貫設され、前記電流制御回路に電気的に接続されて、直流電圧を前記電流制御回路に供給する直流電源線と
   を備え、
   前記電流制御回路は、
   前記直流電流の出力及び複数のスイッチ制御信号の供給に用いられる光源駆動器と、
   前記光源駆動器と前記複数の光源との間に電気的に接続されて、前記複数のスイッチ制御信号によって前記直流電流を前記複数の光源のうちの少なくとも１つに選択的に供給する複数のスイッチと、
   前記光源駆動器に電気的に接続されて、利用者制御信号によって前記複数のスイッチ制御信号を決めるとともに、前記直流電流の値を調整する光制御モジュールと
   を有する
   照明灯具。
3. 前記光源は、発光ダイオードである請求項２に記載の照明灯具。
4. 複数の光源と、
   前記複数の光源に電気的に接続されて、直流電圧の入力に基づいて直流電流を供給して前記複数の光源を駆動する電流制御回路と
   前記複数の光源と前記電流制御回路を収納する灯具筐体と、
   前記灯具筐体に貫設され、前記電流制御回路に電気的に接続されて、直流電圧を前記電流制御回路に供給する直流電源線と、
   交流電圧を前記直流電圧に変換して、前記直流電圧を前記電流制御回路に供給することに用いられる複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを備え、前記直流電源線に電気的に接続されるＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器と、
   を具備し、
   前記電流制御回路は、
   前記直流電流の出力及び複数のスイッチ制御信号の供給に用いられる光源駆動器と、
   前記光源駆動器と前記複数の光源との間に電気的に接続されて、前記複数のスイッチ制御信号によって前記直流電流を前記複数の光源のうちの少なくとも１つに選択的に供給する複数のスイッチと、
   前記光源駆動器に電気的に接続されて、利用者制御信号によって前記複数のスイッチ制御信号を決めるとともに、前記直流電流の値を調整する光制御モジュールと
   を有する
   照明システム。
5. 前記電流制御回路に電気的に接続されて、前記利用者制御信号を前記電流制御回路に供給するアナログインピーダンス調光（ｄｉｍｍｉｎｇ）モジュールを更に具備する請求項４に記載の照明システム。
6. 前記電流制御回路に電気的に接続されて、前記利用者制御信号を前記電流制御回路に供給するデジタル通信プロトコル調光（ＤＡＬＩ）モジュールを更に具備する請求項４に記載の照明システム。
7. 前記複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールは、それぞれホットプラグインターフェースを有し、且つ前記ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器は、予備電源を有する請求項４から６の何れか１項に記載の照明システム。
8. 前記光源は、発光ダイオードである請求項４から７の何れか１項に記載の照明システム。
9. ワイヤレスで、前記利用者制御信号を前記光制御モジュールに送信するリモコンを更に具備する請求項４から８の何れか１項に記載の照明システム。

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