JP2015109197A - 照明制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】照明器具の種類に係らず照明器具の特性に適合した照明光の制御を行うことが可能な照明制御システムを提供する。
【解決手段】照明制御システム３０は、コントローラ３１と、コントローラ３１との間で通信信号の受信および送信を行う通信ユニット１２と、通信ユニット１２と接続する点灯ユニット１１を備えた照明器具３２とを有し、点灯ユニット１１は、点灯制御信号に基づいて点灯回路部１を制御する点灯制御部２を備え、通信ユニット１２は、第１通信部５が受信した通信信号を記憶部８に記憶した特性情報に応じた点灯制御信号に変換して点灯制御部２へ出力する第１通信制御部６を備え、通信信号は、照明光の制御を行う制御情報と、照明器具３２側の状態情報とを含み、通信ユニット１２は、照明器具３２と着脱自在に構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明制御システムに関するものである。

従来、照明器具における光源のオン、オフや調光制御などを、照明器具の外部に設けたコントローラの制御で行う照明制御システムが用いられている。

この種の照明制御システムとしては、図６に示す、制御装置１０３ａ，１０３ｂと接続させた照明器具側にディジタルインタフェースを介して放電ランプ１０２の駆動制御を行うライティング装置を備えたものが知られている（特許文献１を参照）。

特許文献１のライティング装置は、放電ランプ１０２を駆動する電子安定器１０１と、所定の放電ランプ１０２の駆動を制御する制御装置１０３ａ，１０３ｂとを備えている。ライティング装置は、ライティング装置を操作するための操作素子１０７ａ，１０７ｂを備えている。ライティング装置は、バス信号線路１４２を用いて、制御装置１０３ａ，１０３ｂが電子安定器１０１に制御命令を入力する。制御装置１０３ａ，１０３ｂは、駆動命令により、点弧および調光を含む放電ランプ１０２の駆動制御を行うことが可能となる。図６では、２つの空間を分ける境界を破線で示しており、操作素子１０７ａと同じ機能を果たす操作素子１０７ａ’を別の空間に配置している。

特開２００４−３４９２５７号公報

ところで、照明制御システムは、光―電気特性が光源によって異なっており、コントローラ側から同じ調光制御の通信信号が伝送されても照明器具の種類によって、所定の調光制御を行うことができない場合がある。そのため、照明制御システムは、光源に対応した照明器具の種類ごとに、照明器具を構成しなければならない場合がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、照明器具の種類に係らず照明器具の特性に適合した照明光の制御を行うことが可能な照明制御システムを提供することにある。

本発明の照明制御システムは、コントローラと、当該コントローラとの間で通信信号の受信および送信を行う通信ユニットと、当該通信ユニットと接続する点灯ユニットを備えた照明器具を有し、上記照明器具の上記点灯ユニットは、光源を点灯させる点灯回路部と、点灯制御信号に基づいて上記点灯回路部を制御する点灯制御部とを備え、上記通信ユニットは、上記通信信号の受信および送信を行う第１通信部と、上記照明器具の特性情報を記憶する記憶部と、上記第１通信部が受信した上記通信信号を上記記憶部に記憶した上記特性情報に応じた上記点灯制御信号に変換して上記点灯制御部へ出力する第１通信制御部とを備え、上記コントローラは、上記第１通信部との間で上記通信信号の送信および受信を行う第２通信部と、当該第２通信部を制御する第２通信制御部と、外部電源から供給される電力を上記第２通信制御部に適合する電力に変換して給電するコントローラ電源部とを備え、上記通信信号は、上記コントローラから送信され上記照明器具の照明光の制御を行う制御情報と、上記通信ユニットから送信される上記照明器具側の状態情報とを含み、上記点灯ユニットと接続する上記通信ユニットは、上記照明器具と着脱自在に構成していることが好ましい。

この照明制御システムにおいて、上記通信ユニットは、外部から供給される電力を上記第１通信制御部に適合する電力に変換して給電する通信ユニット電源部を備えていることが好ましい。

この照明制御システムにおいて、上記コントローラ電源部は、上記外部電源から供給される電力を上記第２通信制御部および通信電源部に給電し、上記通信ユニット電源部は、上記通信信号の受信および送信を行う通信線を介して、上記通信電源部から供給される電力を上記第１通信制御部に適合する電力に変換して給電することが好ましい。

この照明制御システムにおいて、上記記憶部は、予め複数の種類の上記照明器具ごとの上記特性情報を記憶しており、上記通信信号は、上記コントローラから送信され上記特性情報の中ら所定の特性情報を選択する選択情報を含み、上記通信ユニットは、上記コントローラから送信される上記通信信号の上記選択情報によって、上記記憶部に記憶している所定の特性情報を選択することが好ましい。

この照明制御システムにおいて、上記第１通信制御部と上記点灯制御部とは、ＰＷＭ信号により上記通信信号の情報を伝送することが好ましい。

この照明制御システムにおいて、上記第１通信制御部と上記点灯制御部とは、直流電圧の振幅信号で上記通信信号の情報を伝送することが好ましい。

この照明制御システムにおいて、上記第１通信制御部と上記点灯制御部とは、シリアル通信で上記通信信号の情報を伝送することが好ましい。

本発明の照明制御システムにおいては、通信ユニットを照明器具と着脱自在な構成とすることにより、照明器具の種類に係らず照明器具の特性に適合した照明光の制御を行うことが可能な照明制御システムを提供する。

図１は、実施形態１の照明制御システムのブロック図である。 図２は、実施形態１の照明制御システムにおける動作を説明する説明図である。 図３は、実施形態１の別の照明制御システムのブロック図である。 図４は、実施形態２の照明制御システムのブロック図である。 図５は、実施形態３の照明制御システムのブロック図である。 図６は、従来の照明制御システムのブロック図である。

（実施形態１）
以下、本実施形態の照明制御システム３０について、図１および図２を参照しながら説明する。

本実施形態の照明制御システム３０は、図１に示すように、コントローラ３１と、コントローラ３１との間で通信信号の受信および送信を行う通信ユニット１２と、通信ユニット１２と接続する点灯ユニット１１を備えた照明器具３２とを有している。照明器具３２の点灯ユニット１１は、光源３３を点灯させる点灯回路部１と、点灯制御信号に基づいて点灯回路部１を制御する点灯制御部２とを備えている。通信ユニット１２は、通信信号の受信および送信を行う照明用通信部として第１通信部５を備えている。また、通信ユニット１２は、照明器具３２の特性情報を記憶する記憶部８を備えている。通信ユニット１２は、第１通信部５が受信した通信信号を記憶部８に記憶した特性情報に応じた点灯制御信号に変換して点灯制御部２へ出力する第１通信制御部６を備えている。コントローラ３１は、第１通信部５との間で通信信号の送信および受信を行う制御用通信部として第２通信部２５を備えている。コントローラ３１は、第２通信部２５を制御する第２通信制御部２６を備えている。コントローラ３１は、外部電源３４から供給される電力を第２通信制御部２６に適合する電力に変換して給電するコントローラ電源部として第４電源部２７を備えている。ここで、通信信号は、コントローラ３１から送信され照明器具３２の照明光の制御を行う制御情報と、通信ユニット１２から送信される照明器具３２側の状態情報とを含んでいる。また、照明制御システム３０では、点灯ユニット１１と接続する通信ユニット１２は、照明器具３２と着脱自在に構成している。

本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２を着脱自在な構成とすることにより、照明器具３２の種類に係らず照明器具３２の特性に適合した照明光の制御を行うことが可能となる。

以下では、本実施形態の照明制御システム３０をより詳細に説明する。

本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２は、外部機器となるコントローラ３１から照明光の制御を行う制御情報を含む通信信号を受信する第１通信部５を備えている。通信ユニット１２は、第１通信部５が受信した通信信号を記憶部８に記憶した特性情報に応じた点灯制御信号に変換する信号変換部として第１通信制御部６を備えている。点灯ユニット１１は、光源３３を点灯させる点灯回路部１と、点灯制御信号に基づいて点灯回路部１を制御する点灯制御部２とを備えている。点灯ユニット１１と接続する通信ユニット１２は、照明器具３２の特性に適合する通信ユニット１２と交換可能としている。照明制御システム３０では、コントローラ３１から送信された通信信号に対し、照明器具３２の特性情報に適合する通信ユニット１２と交換することで、照明器具３２の種類に係らず、照明器具３２の特性に適合した照明光の制御を行うことが可能となる。

これにより本実施形態の照明制御システム３０は、コントローラ３１との通信機能を備えていない照明器具３２に通信ユニット１２を接続することで、後付的に通信機能を付加することが可能となる。通信ユニット１２は、コントローラ３１との通信機能を備えていない照明器具３２に対し、通信機能を付与する通信拡張機能部ということもできる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０では、照明器具３２の構成を簡略化することが可能となり、照明器具３２の開発期間の短縮化を図ることも可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０は、通信線Ｌ１や電源線Ｌ２を介して、複数の照明器具３２と、照明器具３２を監視制御するコントローラ３１とを接続している。なお、図１では、通信線Ｌ１や電力線Ｌ２を１本の線で図示しているが、実際には２本の電線によって構成している。照明制御システム３０は、コントローラ３１と、照明器具３２側の通信ユニット１２との間を通信線Ｌ１で接続して通信信号の受信および送信を行っているが、必ずしも通信線Ｌ１を用いた有線方式で行う必要はなく、無線方式により通信信号を伝送してもよい。

通信ユニット１２は、有線方式として通信線Ｌ１を介して、通信信号を伝送する場合、シリアル通信により通信信号を伝送することができる。シリアル通信は、通信信号を伝送する通信線Ｌ１を１本または２本使用して、通信信号のデータを１ビットずつ連続的に送信や受信する通信方式であり、少ない通信線Ｌ１で通信信号を伝送することが可能となる。シリアル通信を用いた通信方式としては、米国電子工業会によって標準化されたＲＳ−４８５通信や国際規格で認証を受けたＤＡＬＩ（Digital Addressable Lighting Interface）などが挙げられる。

照明制御システム３０では、ＲＳ−４８５通信を利用する場合、バス型のマルチポイント接続に対応し、最大で３２台までの複数対複数接続を行うことができる。また、照明制御システム３０では、ＲＳ−４８５通信を利用する場合、通信線Ｌ１の最大長は、１．２ｋｍで、最大通信速度は１０Ｍｂｐｓとすることができる。

照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、マスタ−スレーブ方式であり、１つのマスタとなるコントローラ３１に対しスレーブとなる照明器具３２を最大６４台接続することができる。また、照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、マスタ−スレーブ間の最大距離を３００ｍまでとることが可能となる。照明制御システム３０は、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、２線式、半二重の１２００（bit／sec）の通信を行うことができる。照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、スレーブのグループ化を行うことも可能である。照明制御システム３０は、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、２５４階調の調光、フェードや１６種類のシーンを設定した調光など高度な制御を行うことが可能となる。さらに、照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、コントローラ３１と照明器具３２との間において、双方向で通信できることから照明器具３２側の故障や光源３３の寿命などの情報をコントローラ３１側で収集することもできる。

照明器具３２は、たとえば、ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）などの通信プロトコルを用いて通信信号を送信することができる。ＥＣＨＯＮＥＴは、屋内の電灯線や無線を利用したホームネットワークの規格であり、通信回線とつながったゲートウェイを介して屋外から接続できる。ＥＣＨＯＮＥＴは、ＥＣＨＯＮＥＴ内にあるコントローラ３１から照明器具３２を制御するほか、屋外のコントローラ３１からの遠隔操作により照明器具３２を制御することも可能となる。

通信ユニット１２は、無線方式により通信信号を伝送する場合、たとえば、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）などの無線通信プロトコルを用いて送信することができる。照明制御システム３０では、ＺＩＧＢＥＥを利用する場合、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を利用する場合と異なり、接続できる照明器具３２の数を最大６５５３５個とすることができ、大規模なネットワークを構築することができる。照明制御システム３０では、ＺＩＧＢＥＥを利用する場合、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と比較して、制御情報など通信信号がそれほど大きくなく、間欠的に通信信号の伝送を行うことに向いている。

通信ユニット１２は、たとえば、無線ＬＡＮの通信規格の通信手順として採用されているＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）などのアクセス制御方式を用いることができる。ＣＳＭＡ／ＣＡは、同一周波数を複数の通信ユニット１２で共有しても、通信媒体上で生じる通信信号の衝突を回避することができる。なお、照明制御システム３０では、通信手順は、通信信号の衝突を回避する手段であればＣＳＭＡ／ＣＡに限られるものではない。

照明制御システム３０では、外部機器として、コントローラ３１を備えた構成とすることができる。コントローラ３１は、たとえば、コンピュータネットワークを利用することが可能なタブレット端末や多機能携帯電話を利用することができる。また、コントローラ３１は、たとえば、屋内の壁面などに設けた制御機器やリモートコントローラなどを用いてもよい。コントローラ３１は、第４電源部２７と、照明器具３２の特性情報を管理可能な第２通信制御部２６と、照明器具３２側と通信する第２通信部２５とを備えた構成とすることができる。

第４電源部２７は、たとえば、商用交流電源などの外部電源３４から直流電源を作成することが可能なものである。第４電源部２７は、たとえば、ＡＣ−ＤＣコンバータを用いて構成することができる。第４電源部２７は、第２通信制御部２６を動作させるために、第２通信制御部２６に適合した電力を第２通信制御部２６に給電する。また、第４電源部２７は、第２通信部２５を動作させるため、第２通信部２５に適合した電力を第２通信部２５に給電することができる。

第２通信部２５は、特定の照明器具３２の通信ユニット１２へ特定の照明器具３２の照明光の制御を行う制御情報を送信することができる。また、第２通信部２５は、照明器具３２の状態情報を照明器具３２側から受信することができる。すなわち、第２通信部２５は、照明器具３２側と双方向通信を行うことが可能に構成している。第２通信部２５は、双方向通信を行うものだけに限られず、照明器具３２側へ通信信号を送信だけするといった一方向の通信を行う構成に形成してもよい。第２通信部２５は、照明器具３２側からの通信信号を受信だけするといった一方向の通信を行う構成に形成することもできる。

第２通信制御部２６は、第２通信部２５を制御することができる。第２通信制御部２６は、たとえば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより構成することができる。プログラムは、たとえば、マイクロコンピュータに設けられたメモリ（図示せず）に予め記憶させておけばよい。第２通信制御部２６は、適宜のプログラムを備えることで、照明器具３２側へ伝送する制御情報や照明器具３２側から受信した状態情報を利用して、照明制御システム３０の保守管理を行うこともできる。第２通信制御部２６は、図示していないが、たとえば、光センサや人検知センサなど各種のセンサと電気的に接続させた構成としてもよい。第２通信制御部２６は、センサから送られてくる信号を受信し、照明器具３２側へ制御情報を含む通信信号に変換した上で、第２通信部２５から送信するように構成することもできる。コントローラ３１は、たとえば、屋外の光量を光センサにより検知して、屋内の複数の照明器具３２のうち、窓際の照明器具３２だけ減光するように、照明器具３２の制御を行うことが可能となる。また、コントローラ３１は、たとえば、複数の照明器具３２のうち、人検知センサにより検知した人が存在する領域の照明器具３２だけを点灯するように照明器具３２を制御することが可能となる。

また、第２通信制御部２６は、通信ユニット１２から送られてきた照明器具３２側の状態情報を受信し、送られた状態情報を図示していない液晶表示装置などのディスプレイのモニタに表示させるように構成してもよい。さらに、第２通信制御部２６は、図示していない報知部と電気的に接続させた構成としてもよい。コントローラ３１は、第２通信制御部２６が照明器具３２の状態情報を報知部からユーザに知らせたりしてもよい。報知部は、たとえば、スピーカやブザーなどの音を発するものや、ライトの点灯や点滅により報知を行うものを用いることができる。コントローラ３１は、たとえば、照明器具３２側から送られてきた状態情報が照明器具３２側の故障や光源３３の寿命を示すものであれば、モニタや報知部によりユーザに照明器具３２側の異常や故障、光源３３の寿命を知らせることが可能となる。なお、照明器具３２側の状態情報とは、照明器具３２側の異常や故障、光源３３の寿命だけでなく、照明器具３２の消費電力、光源３３の累積点灯時間や現在の調光レベルなど種々のものとすることができる。

また、第２通信部２５は、照明器具３２のみならず、照明器具３２以外の他の電気機器や電子機器と通信を行うことが可能なように構成してもよい。照明器具３２以外の他の電気機器や電子機器としては、たとえば、パーソナルコンピュータやリモートコントローラなどを挙げることができる。したがって、本実施形態の照明制御システム３０では、ユーザがリモートコントローラやパーソナルコンピュータを操作して、コントローラ３１を介して照明器具３２を制御することも可能となる。

照明器具３２は、光源３３を点灯可能な点灯ユニット１１を備えている。照明器具３２は、通信ユニット１２が着脱自在にできるように構成している。照明器具３２は、通信ユニット１２と接続され、通信ユニット１２からの点灯制御信号に基づいて点灯ユニット１１が制御される。照明器具３２は、たとえば、居室に直付けされた基礎的な照明であるベースライト、一点を集中的に照らすスポットライトや天井などに埋め込んで取り付けられるダウンライトとして構成することができる。照明器具３２は、たとえば、ＬＥＤモジュールを光源３３として点灯させる点灯ユニット１１と、点灯ユニット１１、通信ユニット１２や光源３３を保持する筐体とを備えた構成とすることができる。

照明器具３２の点灯ユニット１１は、光源３３を点灯させる点灯回路部１と、点灯回路部１を制御する点灯制御部２と、外部電源３４と接続する第１電源部３と、第１電源部３と接続する第２電源部４とを備えた構成とすることができる。

第１電源部３は、たとえば、商用交流電源などの外部電源３４から電源線Ｌ２を介して供給される交流電力を点灯回路部１に適合した直流電力に変換して出力する。すなわち、第１電源部３は、光源３３を点灯させる電力を点灯回路部１へ給電する。

第２電源部４は、たとえば、第１電源部３から供給される直流電力を点灯制御部２に適合した電力に変換して出力する。第２電源部４は、点灯制御部２を動作させる電源として機能する。また、第２電源部４は、通信ユニット１２内の第１通信制御部６に給電する構成としてもよい。第２電源部４は、点灯ユニット１１側の第１接続端子部９ａと接続させた通信ユニット１２側の第２接続端子部９ｃを介して、第１通信制御部６に給電することができる。

光源３３は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、蛍光灯などの放電灯や有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子などを用いることができる。光源３３は、ＬＥＤを利用する場合、たとえば、ＬＥＤモジュールを構成することができる。ＬＥＤモジュールは、図示していないが、ＬＥＤを実装基板に実装した構成することができる。ＬＥＤモジュールは、複数個のＬＥＤを直列接続、並列接続や直並列接続させた構成とすることができる。

点灯ユニット１１は、点灯回路部１と、点灯制御部２とに加え、点灯回路部１に給電する第１電源部３を備えている。第１電源部３は、たとえば、電源線Ｌ２を介して、外部電源３４から商用交流電力が入力される。第１電源部３は、交流電力を整流する整流回路と、整流回路からの出力を平滑する平滑コンデンサと、所望の電圧に変換するチョッパ回路などを含む力率改善回路などを含んだ構成とすることができる。

点灯回路部１は、たとえば、第１電源部３の両端間に電気的に接続させたスイッチング素子と、ダイオードとの直列回路とを備えている。点灯回路部１は、スイッチング素子とダイオードとの接続点に電気的に接続されたインダクタと、インダクタに電気的に接続され出力を平滑化する平滑コンデンサとを備えている。これにより、点灯回路部１は、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを構成することができる。点灯ユニット１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に、ＬＥＤモジュールを光源３３として電気的に接続すればよい。整流回路としては、たとえば、４個のダイオードにより構成されたダイオードブリッジを用いることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータとしては、たとえば、フライバック方式のスイッチング電源回路を用いることができる。

点灯制御部２は、点灯回路部１に設けたスイッチング素子の電流値が所定の値となるように、スイッチング素子のオンオフを制御する。点灯制御部２は、スイッチング素子のオンオフを制御するための点灯制御信号を出力する。点灯制御部２は、点灯制御信号として、たとえば、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を出力することができる。点灯回路部１は、点灯制御部２からの点灯制御信号に従って、スイッチング素子がオンオフする。

点灯制御部２は、たとえば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより構成することができる。プログラムは、たとえば、マイクロコンピュータに設けられたメモリ（図示せず）に予め記憶させておけばよい。点灯ユニット１１では、点灯制御部２から出力される点灯制御信号の周波数もしくはパルス幅を適宜調整することによって、光源３３に流れる電流をより定電流化することが可能となる。

点灯ユニット１１の点灯制御部２は、通信ユニット１２の第１通信制御部６と接続している。第１通信制御部６は、通信ユニット１２が受信したコントローラ３１からの照明光の制御を行う制御情報に基づいて、点灯制御信号を点灯制御部２へ出力する。点灯制御部２は、点灯制御信号に基づいて、点灯回路部１におけるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を指示する信号を出力する。言い換えれば、コントローラ３１は、通信ユニット１２を介して、照明器具３２の点灯ユニット１１と電気的に接続された光源３３たるＬＥＤモジュールを調光制御させることができる。

点灯ユニット１１は、点灯制御部２が、光源３３の特性に応じて所定の調光カーブを満たすように、コントローラ３１からの通信信号に基づいて、点灯回路部１におけるスイッチング素子のオン時間を制御する。照明器具３２では、コントローラ３１からの通信信号にしたがって点灯回路部１のスイッチング素子のオン時間を点灯制御部２が制御することにより、光源３３の調光レベルを調整することが可能となる。

点灯制御部２は、通信ユニット１２から送られてくる制御情報を受けて、点灯回路部１を制御する。制御情報には、光源３３の出力が１００％となる全点灯、光源３３の出力が０％となる消灯、調光制御や点滅動作など照明器具３２の照明光の制御を行う制御情報が含まれている。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯ユニット１１は、第２電源部４を備えている。第２電源部４は、第１電源部３からの直流電力を点灯制御部２の駆動に適合する電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを備えた構成とすることができる。

通信ユニット１２は、第１通信部５と、第１通信制御部６と、記憶部８とを備えた構成とすることができる。通信ユニット１２は、照明器具３２の点灯ユニット１１と着脱自在で電気的に接続可能な機能を持っている。なお、照明制御システム３０では、コントローラ３１が送信する制御信号の信号方式に応じた通信方式に適合する通信ユニット１２を照明器具３２に接続すれば、コントローラ３１と照明器具３２との間の通信方式に寄らず照明器具３２を制御することも可能となる。

点灯ユニット１１と通信ユニット１２とは、両者にコネクタを設けて電気的な接続を行ってもよいし、ケーブルなどを用いた配線により電気的な接続を行ってもよい。本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２は、第１通信制御部６へ給電するため、第２電源部４と接続された点灯ユニット１１側の第１接続端子部９ａに接続可能な第２接続端子部９ｃを備えている。また、通信ユニット１２は、第１通信制御部６が点灯制御部２へ点灯制御信号を出力するため、点灯制御部２と接続された点灯ユニット１１側の第３接続端子部９ｂに接続可能な第４接続端子部９ｄを備えている。さらに、通信ユニット１２は、第１通信部５がコントローラ３１側からの通信信号を受信するため、通信線Ｌ１と接続された照明器具３２側の第５接続端子部９ｆに接続可能な第６接続端子部９ｅを備えている。通信ユニット１２と照明器具３２側とは、通信ユニット１２に設けたコネクタと照明器具３２側に設けたコネクタにより接続させている。なお、通信ユニット１２と照明器具３２側とは、ケーブルなどを用いて配線により接続させてもよい。したがって、通信ユニット１２と照明器具３２側との間には、必ずしも接続端子が必要となるものではない。

第１通信部５は、コントローラ３１との間で通信信号の受信および送信を行うことが可能なものである。したがって、第１通信部５は、たとえば、信号受信機と信号発信機とを備えた構成とすることができる。第１通信部５は、通信ユニット１２と接続された照明器具３２とは別の照明器具３２と通信を行うことができるように構成してもよい。

第１通信制御部６は、通信信号を点灯制御信号に信号変換する信号変換機能を備えた構成とすることができる。第１通信制御部６は、通信信号から第１通信制御部６自身が行う制御内容を決める構成とすることができる。第１通信制御部６は、通信信号に含まれた制御信号を信号変換して点灯制御部２に出力する。本実施形態の照明制御システム３０では、第１通信制御部６と点灯制御部２とは、シリアル通信で通信信号の情報を伝送することができる。

記憶部８は、照明器具３２の特性情報を記憶することが可能なものである。記憶部８は、たとえば、不揮発性の半導体メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などを用いて構成することができる。記憶部８は、予め複数の汎用の照明器具３２の特性情報を記憶させておくことができる。記憶部８では、照明器具３２の特性情報として、照明器具３２に接続される光源３３の特性に応じた光源３３の光出力と調光信号との関係を示す調光特性を含めることができる。

次に、本実施形態の照明制御システム３０における照明器具３２の設定動作を示す。

最初に、照明器具３２側の通信ユニット１２は、通信線Ｌ１を介して、コントローラ３１からの通信信号を第１通信部５で受信する。照明制御システム３０では、コントローラ３１は、たとえば、通信線Ｌ１を介して、シリアル通信で通信信号を通信ユニット１２に送信する。

次に、第１通信制御部６は、コントローラ３１から送られてきた通信信号がどのような通信信号であるかを判別する。第１通信制御部６は、たとえば、通信信号が光源３３の全点灯、消灯や調光制御など照明器具３２の照明光の制御を示す制御情報であるかを判別する。また、第１通信制御部６は、たとえば、照明器具３２側の光源３３の点灯時間が予め設定した寿命時間に達しているかの状態情報をコントローラ３１側に送信することを要求する情報であるかを判別する。第１通信制御部６は、たとえば、照明器具３２に異常や故障が生じていないかかの状態情報をコントローラ３１側に送信することを要求する情報であるかを判別する。さらに、第１通信制御部６は、たとえば、予め複数の種類の照明器具３２ごとの特性情報が記憶された記憶部８の特性情報の中から通信ユニット１２が接続した照明器具３２の特性に適合した所定の特性情報を選択する選択情報であるかを判別する。

第１通信制御部６では、通信信号が選択情報の場合、通信ユニット１２が接続している照明器具３２の種類を確認する。照明制御システム３０では、コントローラ３１側から送信される通信信号に、通信ユニット１２が接続している照明器具３２の種類に適合した特性情報を選択する選択情報を含ませることができる。なお、照明制御システム３０では、照明器具３２の種類として、たとえば、白熱電球を光源３３として点灯させる照明器具３２や蛍光灯を光源３３として点灯させる照明器具３２が挙げられる。また、照明制御システム３０では、照明器具３２の種類として、たとえば、ＬＥＤを光源３３として点灯させる照明器具３２や有機ＥＬ素子を光源３３として点灯させる照明器具３２なども挙げられる。

第１通信制御部６は、照明器具３２の種類を確認した後、記憶部８より、通信ユニット１２と接続している照明器具３２に対応する特性情報を読み取る。照明制御システム３０では、照明器具３２の特性情報として、たとえば、照明器具３２の定格電力、光源３３の調光可能範囲、照明器具３２における光出力と調光信号との関係などを示したものが挙げられる。なお、調光可能範囲とは、光源３３を全点灯から最低何％まで光源３３を点灯できるかをいう。

また、本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２は、コントローラ３１側からの通信信号が調光制御を示すものである場合、光源３３を所定の光出力で出力するように、点灯制御部２へ通信信号の情報を伝送する。本実施形態の照明制御システム３０では、第１通信部５で受信した通信信号を第１通信制御部６が照明器具３２の特性情報に応じた点灯制御信号に変換して点灯制御部２へ出力する。

本実施形態の照明制御システム３０では、第１通信制御部６と点灯制御部２とは、ＰＷＭ信号により、通信信号の情報を伝送している。照明制御システム３０は、第１通信制御部６が調光制御の通信信号に応じて、ＰＷＭ信号のオン・デューティを変化させることで、点灯制御部２が制御する点灯回路部１を制御する。点灯回路部１は、たとえば、光源３３として、ＬＥＤを用いている場合、ＰＷＭ信号が入力されれば、ＰＷＭ信号のパルス幅に応じて直流電流の出力波形を制御し光源３３の光出力を予め設計された調光カーブに従って変化させる。本実施形態の照明制御システム３０では、第１通信制御部６と点灯制御部２とがＰＷＭ信号により通信信号の情報を伝送しているので、通信ユニット１２の第１通信制御部６を比較的に簡単な構成とすることが可能となる。本実施形態の照明制御システム３０では、ＰＷＭ信号を用いたものを示しているが、ＰＷＭ信号を用いたものだけに限られない。第１通信制御部６と点灯制御部２とは、直流電圧の振幅信号で通信信号の情報を伝送することもできる。照明制御システム３０は、通信信号の情報を伝送するため、たとえば、１Ｖないし１０Ｖなどの直流電圧の振幅信号を利用してもよい。照明制御システム３０では、第１通信制御部６と点灯制御部２とが、直流電圧の振幅信号で通信信号の情報を伝送する場合、通信ユニット１２の第１通信制御部６を比較的に簡単な構成とすることができる。

以下では、図２を用いて、本実施形態の照明制御システム３０における照明光の光出力と調光信号との相関関係を示す調光カーブを説明する。図２では、光源３３に対応した照明器具３２の種類ごとによって、光源３３の光出力と調光信号との関係が異なることを示している。図２の調光カーブでは、光源３３への出力電力が最大となる最大出力電力を１００％とし、照明光の光出力を最大出力電力に対する出力電力の比で示している。図２の調光カーブでは、調光信号にＰＷＭ信号を用いて、調光信号をＰＷＭ信号のデューティ比で示している。

図２の破線は、白熱電球を光源３３として点灯させる照明器具３２の調光カーブを示している。図２の破線では、ＰＷＭ信号のパルス幅におけるオン・デューティが大きくなるにつれ、照明器具３２の光出力がリニアに下がって、光出力が１００％の全点灯と０％の消灯との間の範囲内で調光制御できることを示している。白熱電球を光源３３として点灯させる照明器具３２の光出力は、ＰＷＭ信号のパルス幅におけるオン・デューティが０％から１００％までの間に対応して調光制御することができる。

図２の実線は、蛍光灯を光源３３として点灯させる照明器具３２の調光カーブを示している。図２の実線は、ＰＷＭ信号のパルス幅におけるオン・デューティが大きくなるにつれ、照明器具３２の光出力がリニアに下がって、光出力が１００％の全点灯と０％の消灯との間の範囲内で調光制御できることを示している。蛍光灯を光源３３として点灯させる照明器具３２の光出力は、ＰＷＭ信号のパルス幅におけるオン・デューティが、たとえば、約５％から９５％までの間に対応して調光制御することができる。図２の一点鎖線は、ＬＥＤを光源３３として点灯させる照明器具３２の調光カーブを示している。図２の一点鎖線は、ＰＷＭ信号のパルス幅におけるオン・デューティが大きくなるにつれ、照明器具３２の光出力が徐々に上がって、光出力が０％の消灯と１００％の全点灯との間の範囲内で調光制御できることを示している。ＬＥＤを光源３３として点灯させる照明器具３２の光出力は、ＰＷＭ信号のパルス幅におけるオン・デューティが、たとえば、約５％から１００％までに対応して調光制御することができる。すなわち、照明器具３２では、調光可能範囲が０％より大きく１００％より小さい場合だけでなく、光源３３によって、たとえば、約５％より大きく１００％より小さい範囲となる場合がある。

照明制御システム３０では、光源３３によって、オン・デューティに対する光出力が異なる傾向にある。このため、照明制御システムは、照明器具３２の特性情報に適合していない調光制御信号が入力された場合、たとえば、同じ３０％の光出力で光源３３を調光制御させようとしても、照明器具３２の種類によって明るさが異なることがある。

本実施形態の照明制御システム３０では、照明器具３２の種類の違いに係らず同じ調光レベルの調光制御の信号が与えられた場合と同様に照明光の光出力が得られるように、通信ユニット１２側が照明器具３２の特性情報を保有している。そのため、照明制御システム３０では、照明器具３２の特性情報を把握したうえで、人間の目にとって綺麗に消灯などしているように見えるように調光レベルを調整することが可能となる。なお、ＰＷＭ信号のオン・デューティとは、ＰＷＭ信号の予め定められた周期の中のオン時間の割合を示す。

本実施形態の照明制御システム３０では、記憶部８は、予め複数の種類の照明器具３２ごとの特性情報を記憶している。また、照明制御システム３０では、通信信号は、コントローラ３１から送信され特性情報の中ら所定の特性情報を選択する選択情報を含んでいる。通信ユニット１２は、コントローラ３１から送信される通信信号の選択情報によって、記憶部８に記憶している所定の特性情報を選択する。これにより、照明制御システム３０では、記憶部８に記憶してある照明器具３２の特性情報を通信ユニット１２側で選択することができる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０では、第１通信制御部６は、記憶部８に記憶してある照明器具３２の情報を、第２通信部２５を介して選択することが可能になる。本実施形態の照明制御システム３０では、どの種類の照明器具３２が接続されても、照明器具３２の特性に適合した照明光の照明制御を行うことが可能となる。言い換えれば、照明制御システム３０は、後付けの照明器具３２に通信機能を付加でき、通信ユニット１２と照明器具３２とを別体に構成することで、照明器具３２側の開発期間の短縮化を図ることが可能となる。

なお、本実施形態の別の照明制御システム３０では、図３に示すように、コントローラ３１は、第５電源部２８を備えた構成としてもよい。コントローラ３１は、第５電源部２８を備えた構成とすることで、第５電源部２８からの電力を通信信号として利用することができる。

（実施形態２）
図４に示す本実施形態の照明制御システム３０は、図３に示す実施形態１と同様の構成であって、第１通信制御部６に電力を供給する第３電源部７を通信ユニット１２に備えた点が主として相違する。なお、本実施形態の照明制御システム３０では、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明制御システム３０では、図４に示すように、通信ユニット１２は、外部から供給される電力を第１通信制御部６に適合する電力に変換して給電する通信ユニット電源部として第３電源部７を備えている。すなわち、通信ユニット１２は、第３電源部７が第１通信制御部６に給電する。

これにより、本実施形態の照明制御システム３０は、照明器具３２とは別途に通信ユニット１２を駆動する電力を確保することが可能となる。そのため、照明器具３２は、第１電源部３、第２電源部４の設計にあたって、光源３３を点灯させる照明器具３２以外の電力消費を考慮した設計としなくともよい。

本実施形態の照明制御システム３０では、電源線Ｌ２を介して、外部電源３４より給電された交流電力を第３電源部７で、所定の直流電力に変換して第１通信制御部６に供給している。第３電源部７は、たとえば、ＡＣ−ＤＣコンバータを用いて構成することができる。また、通信ユニット１２は、通信ユニット１２の第２接続端子部９ｃと、電力線Ｌ２側と接続した照明器具３２からの第１１接続端子部９ｇとを、電気的に接続し且つ着脱可能な構成としている。

実施形態１の照明制御システム３０では、通信ユニット１２に供給する電源容量を考慮した上で、点灯ユニット１１内の第１電源部３および第２電源部４を設計する必要がある。本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２内に第３電源部７を備えていることより、通信ユニット１２の電源容量を照明器具３２で考慮する必要がない。そのため、本実施形態の照明制御システム３０では、実施形態１の照明制御システム３０と比較して、通信ユニット１２を考慮した電源容量の照明器具３２に設計にする必要もなく、照明器具３２の設計が、より容易となる。本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２内に第３電源部７が存在しているため、照明器具３２内の電源容量を考慮した設計にすることなく、コントローラ３１側との通信を行う通信機能を付与できる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、設計の簡易化を図ることができ、照明器具３２の種類ごとに個別に照明器具３２を設計する必要もなく、照明器具３２自体の開発期間の短縮化を図ることも可能となる。

なお、本実施形態の照明制御システム３０では、通信線Ｌ１を利用して通信信号を受信および送信を行う代わりに、電力線Ｌ２を利用してＰＬＣ（Power Line Communication）により、照明器具３２の制御を行うこともできる。ＰＬＣは、電力線Ｌ２を通信回線として利用する技術であり、照明制御システム３０では、ＰＬＣにより、数Ｍｂｐｓないし数百ｂｐｓの速度で調光制御などを行うことも可能となる。

（実施形態３）
図５に示す本実施形態の照明制御システム３０は、図４に示す実施形態２と同様の構成であって、通信線Ｌ１を介して供給された電力を第３電源部７が第１通信制御部６に給電する点が主として相違する。なお、本実施形態の照明制御システム３０では、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明制御システム３０では、図５に示すように、コントローラ電源部としての第４電源部２７は、外部電源３４から供給される電力を第２通信制御部２６および通信電源部としての第５電源部２８に給電している。また、通信ユニット電源部としての第３電源部７は、通信信号の受信および送信を行う通信線Ｌ１を介して、第５電源部２８から給電される電力を第１通信制御部６に適合する電力に変換して給電する。

本実施形態の照明制御システム３０では、通信線Ｌ１を介して、第５電源部２８より給電された直流電力を第３電源部７で、所定の直流電力に変換して第１通信制御部６に供給している。言い換えれば、本実施形態の照明制御システム３０は、通信線Ｌ１を利用して給電するバス給電を行っている。第３電源部７は、たとえば、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて構成することができる。また、通信ユニット１２は、通信ユニット１２の第２接続端子部９ｃと、通信線Ｌ１側からの照明器具３２の第１２接続端子部９ｈとを電気的に接続し、且つ着脱可能な接続端子で構成することができる。

本実施形態の照明制御システム３０では、第３電源部７は、第５電源部２８から給電される直流電力が外部電源３４と比較して、低電圧の直流電力に変換しているため、交流と直流との変換を行う構成や絶縁型電源の構成としなくともよい。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、外部電源３４の交流電力を直接的に直流電力に電力変換して第１通信制御部６に給電する実施形態２の照明制御システム３０と比較して、第３電源部７の大きさを、より小型化することが可能となる。なお、絶縁型電源は、一般に、出力電圧を制御するため、二次側出力を絶縁して一次側にフィードバックする。そのため、絶縁型電源は、部品点数が増え小型化することが難しい傾向にある。

また、本実施形態の照明制御システム３０は、電力線Ｌ２を介して給電される外部電源３４からの交流電力を直接的に第１通信制御部６の電力に変換するものでないため、実施形態２のごとき、交流と直流との変換を行う構成や絶縁型電源を必要としない。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態２と比較して、第３電源部７の構成を比較的に簡単な構成とすることも可能となる。また、第３電源部７は、通信線Ｌ１を介して、直流電力が供給されるため、実施形態２と比較して、部品点数を減らし比較的安価に構成とすることも可能となる。

なお、本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１ないし実施形態２で説明した各構成を適宜に適用してもよい。

（実施形態４）
本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１と同様の構成であって、図示していないが、第１通信制御部６が点灯制御部２へ情報を送信する際の手段にシリアル通信を使用している点が主として相違する。なお、本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明制御システム３０は、第１通信制御部６と点灯制御部２とは、シリアル通信で通信信号の情報を伝送する。

第１通信制御部６は、シリアル通信を用いることで、点灯制御部２と情報の送信や受信を比較的簡単に行うことが可能となる。照明制御システム３０は、点灯制御部２への送信として、たとえば、光源３３の全点灯、消灯、調光制御や点滅動作など照明器具３２の照明光の制御を示す制御情報が挙げられる。

点灯ユニット１１と通信ユニット１２との間では、第１通信制御部６が点灯回路部１を制御する点灯制御信号を点灯制御部２に送信する。また、点灯ユニット１１と通信ユニット１２との間では、点灯制御部２が、光源３３の不灯、照明器具３２の消費電力、光源３３の累積点灯時間や現在の調光レベルなど照明器具３２側の状態情報を第１通信制御部６に送信する。

点灯制御部２は、たとえば、光源３３に流している電流値や印加している電圧値に基づいて、光源３３に異常や故障などが生じているか否かの判別をすることもできる。ここでは、光源３３の異常や故障を例示しているが、点灯回路部１が異常や故障しても同様に確認することが可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０では、光源３３に流している電流値と、印加している電圧と、照明器具３２の各部の制御電力を足し合わせることで、照明器具３２側の消費電力値を算出することが可能となる。消費電力は、照明器具３２の消費電力と現在の光源３３の調光レベルとを乗算することで簡易的に算出してもよい。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯回路部１に通電した時間や光源３３の点灯時間をカウントすることで、光源３３の累積点灯時間を算出することができる。なお、照明器具３２は、光源３３の累積点灯時間を算出するため、たとえば、図示していない計時部を点灯ユニット１１に備えた構成とすればよい。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯制御部２は、第１通信制御部６から送られてくる情報に基づいて、光源３３を調光制御することが可能となる。

照明制御システム３０では、消費電力の算出、光源３３の累積点灯時間の算出などを照明器具３２側で行うものだけでなく、通信ユニット１２の第１通信制御部６で行うことも可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０では、たとえば、照明器具３２の状態情報を定期的に点灯制御部２より出力することで、第１通信制御部６は、照明器具３２の状態情報を常時に入手することが可能となる。照明制御システム３０では、照明器具３２の状態情報を入手するタイミングは、定期的に入手するものだけに限られず、第１通信制御部６が要求した場合のみ入手するものでもよい。

通信ユニット１２は、通信線Ｌ１を介して、照明器具３２の状態情報を含む通信信号を第１通信制御部６が第１通信部５から送信することによって、コントローラ３１に照明器具３２の状態情報を出力することができる。コントローラ３１は、照明器具３２側の異常や故障、光源３３の累積点灯時間より推測した光源３３の寿命など現在の照明器具３２側の状態や照明器具３２側の消費電力量の情報を得ることができる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、照明器具３２の状態情報を利用して照明制御システム３０の保守管理を行うことが可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０は、シリアル通信を用いて情報を伝送するため、第１通信制御部６と点灯制御部２とで、情報の送信や受信が可能となり、光源３３を点灯させる機能を備えた照明器具３２に別途の機能を追加することが容易となる。

なお、本実施形態の照明制御システム３０を、実施形態１ないし実施形態３で説明した構成に適用してもよい。

Ｌ１ 通信線
１ 点灯回路部
２ 点灯制御部
５ 第１通信部
６ 第１通信制御部
７ 第３電源部（通信ユニット電源部）
８ 記憶部
１１ 点灯ユニット
１２ 通信ユニット
２５ 第２通信部
２６ 第２通信制御部
２７ 第４電源部（コントローラ電源部）
２８ 第５電源部（通信電源部）
３０ 照明制御システム
３１ コントローラ
３２ 照明器具
３３ 光源
３４ 外部電源

Claims (7)

1. コントローラと、該コントローラとの間で通信信号の受信および送信を行う通信ユニットと、該通信ユニットと接続する点灯ユニットを備えた照明器具を有し、
   前記照明器具の前記点灯ユニットは、光源を点灯させる点灯回路部と、点灯制御信号に基づいて前記点灯回路部を制御する点灯制御部とを備え、
   前記通信ユニットは、前記通信信号の受信および送信を行う第１通信部と、前記照明器具の特性情報を記憶する記憶部と、前記第１通信部が受信した前記通信信号を前記記憶部に記憶した前記特性情報に応じた前記点灯制御信号に変換して前記点灯制御部へ出力する第１通信制御部とを備え、
   前記コントローラは、前記第１通信部との間で前記通信信号の送信および受信を行う第２通信部と、該第２通信部を制御する第２通信制御部と、外部電源から供給される電力を前記第２通信制御部に適合する電力に変換して給電するコントローラ電源部とを備え、
   前記通信信号は、前記コントローラから送信され前記照明器具の照明光の制御を行う制御情報と、前記通信ユニットから送信される前記照明器具側の状態情報とを含み、
   前記点灯ユニットと接続する前記通信ユニットは、前記照明器具と着脱自在に構成していることを特徴とする照明制御システム。
2. 前記通信ユニットは、外部から供給される電力を前記第１通信制御部に適合する電力に変換して給電する通信ユニット電源部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の照明制御システム。
3. 前記コントローラ電源部は、前記外部電源から供給される電力を前記第２通信制御部および通信電源部に給電し、前記通信ユニット電源部は、前記通信信号の受信および送信を行う通信線を介して、前記通信電源部から供給される電力を前記第１通信制御部に適合する電力に変換して給電することを特徴とする請求項２に記載の照明制御システム。
4. 前記記憶部は、予め複数の種類の前記照明器具ごとの前記特性情報を記憶しており、
   前記通信信号は、前記コントローラから送信され前記特性情報の中ら所定の特性情報を選択する選択情報を含み、
   前記通信ユニットは、前記コントローラから送信される前記通信信号の前記選択情報によって、前記記憶部に記憶している所定の特性情報を選択することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の照明制御システム。
5. 前記第１通信制御部と前記点灯制御部とは、ＰＷＭ信号により前記通信信号の情報を伝送することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明制御システム。
6. 前記第１通信制御部と前記点灯制御部とは、直流電圧の振幅信号で前記通信信号の情報を伝送することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明制御システム。
7. 前記第１通信制御部と前記点灯制御部とは、シリアル通信で前記通信信号の情報を伝送することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の照明制御システム。

Images