JP2015125821A - 照明器具のプルレス操作検出制御装置、該検出制御装置を備えた照明器具並びに照明システム - Google Patents

照明器具のプルレス操作検出制御装置、該検出制御装置を備えた照明器具並びに照明システム Download PDF

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Abstract

【課題】照明器具間でプルレス操作がなされたと判定するタイミングのばらつきを解消して、精度良くプルレス操作であることを検出できる照明器具のプルレス操作検出制御装置を提供する。
【解決手段】交流電源2からの入力電圧の変化を直接に監視して入力電圧が一定値以下に低下したことを検出し、入力電圧が一定値以下である時間が、予め設定された範囲内の時間であるか否かを制御部14が判定して、プルレス操作がなされたか否かを判定する。
【選択図】 図2

Description

この発明は、点灯・消灯用のスイッチのプルレス操作により調光及び/または調色が可能な照明器具であって、特に商用交流電源に複数個を並列接続して使用される例えばダウンライト等の照明器具に好適に搭載される照明器具のプルレス操作検出制御装置、該検出制御装置を備えた照明器具並びに照明システムに関する。
商用電源に直列に接続された点灯・消灯用のスイッチをユーザーが短時間で断続操作(プルレス操作)することにより、明るさを変化させる調光や色を変化させる調色を行う機能を備えた照明器具が既に知られている(例えば特許文献1)。
このような照明器具において、前述した調光機能や調色機能を発揮させるためには、プルレス操作がなされたことを検出する必要がある。つまり、ユーザーが照明器具を消灯させるためにスイッチをオフしたのか、プルレス操作のためにオフしたのかを識別するために、スイッチのオフ期間を精度良く測定する必要がある。
従来、このようなスイッチのオフ期間の測定は、脈流入力電圧を平均化した値を環視し、この値が一定値以下になったときにスイッチがオフになったと判定することにより行われていた。
特開2005−285725号公報
しかしながら、脈流入力電圧を平均化した値を基にスイッチのオフ期間を測定する方法では、脈流入力電圧を平均化した値にばらつきがあることから、プルレス操作がなされたと判定するタイミングにばらつきが発生するという不都合があった。
このような不都合は、1つのスイッチで1台の照明器具を操作する場合は問題とならないが、例えば1部屋に備えられた複数個のダウンライトの調光や調色を1つのスイッチのプルレス操作で同時に行うような場合は、照明器具毎にプルレス操作がなされたと判定するタイミングにばらつきがあると、明るさや色の変化するタイミングが照明器具毎に微妙にずれてしまい、品質を損ねてしまうという問題があった。
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、照明器具間でプルレス操作がなされたと判定するタイミングのばらつきを解消して、精度良くプルレス操作であることを検出できる照明器具のプルレス操作検出制御装置を提供し、さらには該検出制御装置を備えた照明器具並びに照明システムを提供することを課題とする。
上記課題は、以下の手段によって解決される。
(1)スイッチを介して交流電源に接続される照明器具に設けられるプルレス操作検出制御装置であって、前記交流電源からの入力電圧の変化を直接に監視して、前記入力電圧が一定値以下に低下したことを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記入力電圧が一定値以下である時間が、予め設定された範囲内の時間であるか否かを判定することにより、プルレス操作がなされたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、予め設定された範囲内の時間であると判定されることにより、プルレス操作がなされたと判定された場合は、前記照明器具に対して前記プルレス操作に応じた調光及び/または調色制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする照明器具のプルレス操作検出制御装置。
(2)スイッチを介して交流電源に接続されるとともに、前記交流電源の位相を制御して調光を行う位相制御型調光器により調光可能な照明器具に設けられるプルレス操作検出制御装置であって、前記位相制御型調光器により前記交流電源からの入力が遮断される領域のみで動作し、前記調光器からの漏れ電圧を吸収するためのインピーダンス低下回路と、前記交流電源からの入力電圧の変化を直接に監視して、前記入力電圧が一定値以下に低下したことを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記入力電圧が一定値以下である時間が、予め設定された範囲内の時間であるか否かを判定することにより、プルレス操作がなされたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、予め設定された範囲内の時間であると判定されることにより、プルレス操作がなされたと判定された場合は、前記照明器具に対して前記プルレス操作に応じた調色制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする照明器具のプルレス操作検出制御装置。
(3)前記照明器具がダウンライトである前項1または2に記載の照明器具のプルレス操作検出制御装置。
(4)スイッチを介して交流電源に接続される照明器具であって、前項1または3に記載のプルレス操作検出制御装置を備えた照明器具。
(5)スイッチを介して交流電源に接続されるとともに、前記交流電源の位相を制御して調光を行う位相制御型調光器により調光可能な照明器具であって、前項2または3に記載のプルレス操作検出制御装置を備えた照明器具。
(6)前項4に記載の照明器具の複数個が、スイッチを介して交流電源に並列に接続されている照明システム。
(7)前項5に記載の照明器具の複数個が、スイッチと位相制御型調光器を介して交流電源に並列に接続されている照明システム。
前項(1)に記載の発明によれば、交流電源からの入力電圧の変化を直接に監視して、入力電圧が一定値以下に低下したことを検出し、入力電圧が一定値以下である時間が、予め設定された範囲内の時間であるか否かを判定することでプルレス操作がなされたか否かを判定するから、脈流入力電圧を平均化した値を基にスイッチのオフ期間を測定し、プルレス操作がなされたと判定する従来の技術に比べて、入力電圧が一定値以下である時間、つまりスイッチがオフである時間をばらつきなく高精度に測定でき、ひいてはプルレス操作がなされたと判定するタイミングを照明器具間でばらつきなく高精度に合致させることができる。従って、例えば1部屋に備えられた複数個の照明器具の調光及び/または調色を1つのスイッチのプルレス操作で同時に行うような場合においても、明るさや色の変化するタイミングを照明器具間で精度良く揃えることができる。
前項(2)に記載の発明によれば、交流電源の位相を制御して調光を行う位相制御型調光器により調光可能な照明器具であっても、インピーダンス低下回路により調光器からの漏れ電圧を吸収できるから、入力電圧が一定値以下に低下したことの検出に対して、漏れ電圧の影響を抑制することができ、スイッチがオフである時間をばらつきなく高精度に測定でき、プルレス操作がなされたと判定するタイミングを照明器具間でばらつきなく高精度に合致させることができる。
前項(3)に記載の発明によれば、複数個のダウンライトの調光及び/または調色を1つのスイッチのプルレス操作で同時に行うような場合に、明るさや色の変化するタイミングをダウンライト間で精度良く揃えることができ、品質の良いダウンライトとなる。
前項(4)に記載の発明によれば、複数個の照明器具の調光及び/または調色を1つのスイッチのプルレス操作で同時に行うような場合においても、明るさや色の変化するタイミングを精度良く揃えることができる照明器具となる。
前項(5)に記載の発明によれば、交流電源の位相を制御して調光を行う位相制御型調光器により調光可能な複数個の照明器具の調色を、1つのスイッチのプルレス操作で同時に行うような場合においても、色の変化するタイミングを精度良く揃えることができる照明器具となる。
前項(6)に記載の発明によれば、複数個の照明器具の調光及び/または調色を1つのスイッチのプルレス操作で同時に行うような場合においても、明るさや色の変化するタイミングを照明器具間で精度良く揃えることができる照明システムとなる。
前項(7)に記載の発明によれば、複数個の照明器具の調光を位相制御型調光器で同時に行い、調色を1つのスイッチのプルレス操作で同時に行うような場合においても、色の変化するタイミングを照明器具間で精度良く揃えることができる照明システムとなる。
この発明の一実施形態に係る照明器具が用いられた照明システムの構成図である。 照明器具の構成を示す回路図である。 図2の照明器具の動作を示すフローチャートである。 プルレス操作か否かの判定方法を説明するための図である。 この発明の他の実施形態に係る照明器具が用いられた照明システムの構成図である。 図5の照明システムに用いられた照明器具の構成を示す回路図である。 図6の照明器具の動作を示すフローチャートである。
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る照明器具が用いられた照明システムの構成図である。この照明システムは、商用交流電源2に対して複数個の照明器具1が並列に接続されると共に、電源2と照明器具1との間には全ての照明器具1を同時に点灯または消灯させるスイッチ3が、室内の壁面等に設けられている。
この実施形態では、照明器具1としてダウンライトが用いられているが、ダウンライトに限定されることはない。
図2は照明器具の構成を示す回路図である。各照明器具1は同一の構成を有している。
照明器具1は、整流回路11と、入力回路12と、AC−DC変換回路13と、制御部14と、駆動部15と、光源16等を備えている。
整流回路11は、交流電源2からの交流入力を全波整流する回路であり、入力回路12は、整流回路11による整流後の入力電圧を分圧して電圧値を低下させるものである。この実施形態では、入力回路12は抵抗R1とR2により入力電圧を分圧する。
AC−DC変換回路13は、整流回路11による全波整流後の入力電圧の脈流をなくして安定した直流電源を生成するものである。AC−DC変換回路13により生成された直流電源は光源16の駆動電源及び制御部14の電源等に用いられる。
制御部14は、CPU141とROM142とRAM143を備え、照明器具1の全体動作を制御するものである。特にこの実施形態では、前記入力回路12で分圧され電圧値の小さくなった電圧(以下、監視電圧という)を監視することにより、ユーザーによってなされるスイッチ3のプルレス操作を検出する機能を有する。具体的な検出方法については後述する。
前記ROM142には、CPU141の動作プログラムや、プレス操作かどうかを判定するための各種設定値等が保存されており、CPU141はこれらの動作プログラムや設定値に従って所定の動作を行う。RAM143はCPU141が動作する際の作業領域を提供する。
駆動部15は、光源16を駆動して点灯させると共に、制御部14によるプルレス操作の検出結果に基づいて光源16の調光や調色を行う。
光源16としては発光ダイオード(LED)製のものが好適に用いられるが、これに限定されることはない。また、この実施形態では光源としてダウンライト用の光源が用いられているが、任意の光源を用いることが可能である。
次に、図2に示した照明器具1の動作を、図3のフローチャート及び図4の波形図を参照して説明する。
図3において、ステップS01で、制御部14は入力回路12の出力である監視電圧V0を監視することにより、監視電圧V0が予め設定された一定値V1以下になったかどうかを調べる。監視電圧V0が一定値V1以下になったときは(ステップS01でYES)、ステップS02で、制御部14はそのタイミングT1を記憶する。
次に、ステップS03で、制御部14はタイミングT1からの時間を測定し予め設定された一定時間t1以内に、再度、監視電圧V0が一定値V1以下になったかどうかを判断する。
図4(A)に示すように、監視電圧V0は整流回路11による整流後の入力電圧の波形と同一の波形を有するから、制御部14は交流電源2による入力電圧の変動を監視電圧V0を介して直接に監視していることになる。前記一定値V1はスイッチ3がオフ操作されたことを検出するための閾値であり、ゼロに近い値が設定される。
図4(A)に示すように、監視電圧V0が一定値V1以下になったタイミングをT1とすると、タイミングT1から一定時間t1以内に、監視電圧V0が再度一定値V1以下になったかどうかが判断される。この一定時間t1は、監視電圧V0の半周期毎の電圧低下かスイッチ3のオフ操作による電圧低下かを判別するための閾値であり、交流電源2の半周期よりも十分に長く、人によるスイッチ3のオフオンの連続操作に要する時間よりも短い例えば12msに設定されている。
つまり、図4(A)に示すように、スイッチ3をオフ操作しなくても、監視電圧V0の脈流により、タイミングT1とそこから半周期経過したタイミングT2で、監視電圧V0が一定値V1以下になったことが必ず検出される。しかし、これはスイッチ3のオフ操作による電圧低下ではなく、タイミングT1からタイミングT2までの経過時間は一定時間t1よりも短いから、この状態をプルレス操作の検出から排除する構成となっている。
従って、図3のステップS03の判断の結果、タイミングT1から一定時間t1以内に、再度、監視電圧V0が一定値V1以下になった場合は(ステップS03でYES)、プルレス操作でないと判定し、ステップS04で、記憶したタイミングT1をクリアしてステップS01に戻る。
一方、ステップS03で、監視電圧V0が一定値V1以下にならなかった場合は(ステップS03でNO)、ステップS05で、タイミングT1から予め設定された一定時間t2が経過するまでに、監視電圧V0が所定値まで上昇したかどうかを判定する。つまり、スイッチ3がオンされて監視電圧V0が回復したかどうかを判定する。上昇した場合は(ステップS05でYES)、ステップS06で、制御部14はプルレス操作と判定し、駆動部15を介して電源16の調光及び/または調色を行う。上昇しなかった場合は(ステップS05でNO)、何もしない。
図4(B)に示すように、ユーザーがプルレス操作のためにスイッチ3をタイミングT1でオフし、タイミングT3でスイッチ3をオンしたとすると、監視電圧V0はタイミングT1で一定値V1以下となり、一定時間t1を超えるタイミングT3まで監視電圧V0は一定値V1を下回り、タイミングT3で電圧が回復して一定値V1を超えることとなる。
制御部14は、監視電圧V0が一定値V1以下となったタイミングT1から一定時間t1が経過するまでに、監視電圧V0が再度一定値V1以下とならなかった場合、つまり監視電圧V0が継続して一定値V1を下回っている場合は、タイミングT1から一定時間t2が経過するまでに監視電圧V0が上昇したかどうか、換言すればスイッチ3がオンになったかどうかを判断し、オンになった場合(ステップS05でYESの場合)、プルレス操作が行われたと判定するものである。
一方、ユーザーが照明器具1の消灯のためにスイッチ3をオフしたとすると、オフ状態が継続されるから、タイミングT1から時間t2が経過しても、監視電圧V0の電圧値は上昇しない。そこで、制御部14はタイミングT1から一定時間t2の経過までに監視電圧V0が上昇しなければ(ステップS05でNOの場合)、ユーザーは消灯のためにスイッチ3をオフしたものと判定し、そのまま何もせず処理を終了する。
予め設定された一定時間t2は、人がスイッチ3をプルレス操作するのに要する時間よりもやや長く設定されており、一定時間t1よりも大きい値である。なお、プルレス操作に応じて照明器具1の調光及び/または調色を行う技術は公知であるので、詳細な説明は省略する。
以上の説明から理解されるように、この実施形態では、一定時間t1の設定によりスイッチ3がオフされたことを確実に検出し、一定時間t2の設定により消灯のためのスイッチ3のオフ操作を排除する。そして、スイッチ3のオフ時間が一定時間t1を超えt2までの範囲のときに、プルレス操作がなされたものとして判定して、調光及び/または調色を行うから、プルレス操作がなされたことを確実に検出することができる。
しかも、入力電圧を入力回路12で分圧し、この分圧された監視電圧V0を制御部14で監視するから、交流電源2から照明器具1への入力電圧の変化を直接に監視していることと同じになり、従来のように、入力電圧を平均化した値を環視し、この値を基にスイッチのオフ期間を測定する方法に較べて、高精度にオフ期間を測定することができ、ひいてはプルレス操作がなされたと判定するタイミングを照明器具1間でばらつきなく高精度に合致させることができる。その結果、複数個の照明器具1を並列に接続して、複数個の照明器具1の調光及び/または調色を1つのスイッチ3のプルレス操作で同時に行うような場合においても、明るさや色の変化するタイミングを照明器具1間で精度良く揃えることができる。
図5はこの発明の他の実施形態に係る照明システムの構成図である。この照明システムは、複数個の照明器具1が、全ての照明器具1を同時に点灯または消灯させるスイッチ3と、全ての照明器具1の調光を同時に行う1台の位相制御型調光器4を介して商用交流電源2に並列に接続されている。
位相制御型調光器4は、ユーザーによる調整ボリュームの操作等に基づいて、交流電源2の位相を制御して交流電源2から各照明器具1への入力電力の供給と遮断を制御することにより、各照明器具1における光源16の明るさを調整するものである。なお、前記スイッチ3と調光度合いを調整するためのボリューム(図示せず)が、室内の壁面等に設けられている。
照明器具1の構成を図6の回路図に示す。この照明器具1は、整流回路11の出力側にインピーダンス低下回路18が設けられている。他の構成は図2の照明器具1の構成と同じであり、図2の照明器具1と同一構成要素については同一の符号を付してそれらの説明は省略する。
位相制御型調光器4が入力遮断領域にあると、調光器4のインピーダンスと調光器4の下流側のインピーダンスにより、下流側に漏れ電圧を供給してしまう。この漏れ電圧により、入力回路12の出力である監視電圧V0が影響を受け、監視電圧V0が一定電圧値V1以下になったかどうか等のタイミングの検出やスイッチ3のオフ時間の検出にばらつきを与えることになる。
そこで、この実施形態では、位相制御型調光器4が入力遮断領域にあるときにのみ動作するインピーダンス低下回路18を設け、位相制御型調光器4からの漏れ電圧をインピーダンス低下回路18で吸収することで、監視電圧V0に対する漏れ電圧の影響を抑制し、監視電圧V0が一定電圧V1以下になったタイミングやスイッチ3のオフ時間の検出をばらつき無く精度良く行えるように構成されている。
その結果、位相制御型調光器4により調光される照明器具1であっても、プルレス操作がなされたと判定するタイミングを照明器具間でばらつきなく高精度に合致させることができ、複数個の照明器具1を並列に接続して各照明器具1の調色を1つのスイッチ3のプルレス操作で同時に行うような場合においても、色の変化するタイミングを照明器具間で精度良く揃えることができる。
なお、インピーダンス低下回路18は該回路18の入力電圧が予め設定された閾値電圧V2以下になると動作を開始し、閾値電圧V2を超えて入力電圧が上昇すると動作が停止する構成となっており、これによりインピーダンス回路18を、位相制御型調光器4が入力遮断領域にあるときにのみ動作させ、入力遮断領域にあるときは動作を停止させることができる。
図7は、図6の照明器具1の動作を示すフローチャートである。
ステップS11で、調光器4が入力遮断領域の時(ステップS11でYES)、ステップS12でインピーダンス低下回路18が動作する。調光器4が入力遮断領域でない時は(ステップS11でNO)、インピーダンス低下回路18は動作しない。ステップS13で、制御部14は入力回路12の出力である監視電圧V0を監視することにより、監視電圧が一定値V1以下になったかどうかを調べる。監視電圧V0が予め設定された一定値V1以下になったときは(ステップS13でYES)、ステップS14で、制御部14はそのタイミングT1を記憶する。
次に、ステップS15で、制御部14はタイミングT1からの時間を測定し予め設定された一定時間t1以内に、再度、監視電圧V0が一定値V1以下になったかどうかを判断する。一定時間t1以内に、再度、監視電圧V0が一定値V1以下になった場合は(ステップS15でYES)、プルレス操作でないと判定し、ステップS16で、記憶したタイミングT1をクリアしてステップS11に戻る。
一方、ステップS15で、監視電圧V0が一定値V1以下にならなかった場合は(ステップS15でNO)、ステップS17で、タイミングT1から予め設定された一定時間t2が経過するまでに、監視電圧V0が所定値まで上昇したかどうかを判定する。つまり、スイッチ3がオンされて監視電圧V0が回復したかどうかを判定する。上昇した場合は(ステップS17でYES)、ステップS18で、制御部14はプルレス操作と判定し、駆動部15を介して電源16の調色を行う。なお、調光はユーザーが調光器17の調整用ボリュームを調整することにより行われる。上昇しなかった場合は(ステップS17でNO)、ユーザーは消灯のためにスイッチ3をオフしたものと判定し、そのまま何もせず処理を終了する。
なお、この実施形態では、位相制御型調光器4が入力遮断領域にある時に、スイッチ3がオフになっても、その時点では監視電圧V0は既に一定値V0以下になっているから、その直前に位相制御型調光器4が入力遮断領域に切り替わったときにスイッチ3がオフされたものと判断されることになる。また、位相制御型調光器4が入力遮断領域にある時にスイッチ3がオンになっても、その時点では監視電圧V0は上昇せずその直後に位相制御型調光器17が入力供給領域に切り替わった時点で監視電圧V0は上昇するから、そのタイミングをもってスイッチ3がオンされたものと判断されることになる。しかし、各照明器具間で、これらのタイミングがばらつくことはないので、プルレス操作がなされたと判定するタイミングを照明器具間でばらつきなく高精度に合致させることができ、複数個の照明器具1の調色を1つのスイッチ3のプルレス操作で同時に行うような場合においても、色の変化するタイミングを照明器具間で精度良く揃えることができる。
なお、以上の実施形態では、複数の照明器具1を交流電源2あるいは位相制御型調光器4に並列に接続して使用する構成を説明したが、1台の照明器具1のみを交流電源2あるいは位相制御型調光器4に接続して使用しても良い。
1 照明器具
2 交流電源
3 スイッチ
4 位相制御型調光器
11 整流回路
12 入力回路
13 AC−DC変換回路
14 制御部
15 駆動部
16 光源
18 インピーダンス低下回路

Claims (7)

  1. スイッチを介して交流電源に接続される照明器具に設けられるプルレス操作検出制御装置であって、
    前記交流電源からの入力電圧の変化を直接に監視して、前記入力電圧が一定値以下に低下したことを検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出された前記入力電圧が一定値以下である時間が、予め設定された範囲内の時間であるか否かを判定することにより、プルレス操作がなされたか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により、予め設定された範囲内の時間であると判定されることにより、プルレス操作がなされたと判定された場合は、前記照明器具に対して前記プルレス操作に応じた調光及び/または調色制御を行う制御手段と、
    を備えたことを特徴とする照明器具のプルレス操作検出制御装置。
  2. スイッチを介して交流電源に接続されるとともに、前記交流電源の位相を制御して調光を行う位相制御型調光器により調光可能な照明器具に設けられるプルレス操作検出制御装置であって、
    前記位相制御型調光器により前記交流電源からの入力が遮断される領域のみで動作し、前記調光器からの漏れ電圧を吸収するためのインピーダンス低下回路と、
    前記交流電源からの入力電圧の変化を直接に監視して、前記入力電圧が一定値以下に低下したことを検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出された前記入力電圧が一定値以下である時間が、予め設定された範囲内の時間であるか否かを判定することにより、プルレス操作がなされたか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により、予め設定された範囲内の時間であると判定されることにより、プルレス操作がなされたと判定された場合は、前記照明器具に対して前記プルレス操作に応じた調色制御を行う制御手段と、
    を備えたことを特徴とする照明器具のプルレス操作検出制御装置。
  3. 前記照明器具がダウンライトである請求項1または2に記載の照明器具のプルレス操作検出制御装置。
  4. スイッチを介して交流電源に接続される照明器具であって、請求項1または3に記載のプルレス操作検出制御装置を備えた照明器具。
  5. スイッチを介して交流電源に接続されるとともに、前記交流電源の位相を制御して調光を行う位相制御型調光器により調光可能な照明器具であって、請求項2または3に記載のプルレス操作検出制御装置を備えた照明器具。
  6. 請求項4に記載の照明器具の複数個が、スイッチを介して交流電源に並列に接続されている照明システム。
  7. 請求項5に記載の照明器具の複数個が、スイッチと位相制御型調光器を介して交流電源に並列に接続されている照明システム。
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