JP2017120724A - 信号送信装置、信号受信装置、点灯システム及び照明器具、並びに照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】伝送データの送受信によって生じるノイズの低減を図る。【解決手段】信号送信装置２は、第１直流電圧Ｖ１が入力される送信側入力部２０と、第２直流電圧Ｖ２が出力される送信側出力部２１と、第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に変換する電圧変換回路２２とを備えている。さらに、信号送信装置２は、所定の伝送期間において、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を伝送データに応じた電圧値（第１電圧値Ｖ２１及び第２電圧値Ｖ２２）に変化させるように電圧変換回路２２を制御する制御回路２３を備えている。信号送信装置２は、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させることで伝送データを送信しているので、伝送データの送信によって生じるノイズの低減を図ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、信号送信装置、信号受信装置、点灯システム及び照明器具、並びに照明システムに関する。

従来例として、特許文献１記載の照明システムを例示する。この照明システムは、家屋の直流配線と電気的に直接接続されるか、あるいは、引掛シーリングのような配線器具を介して直流配線と電気的に接続される、１つ又は複数の照明器具を有している。直流配線は、例えば、２本の直流供給線路からなり、住宅盤に設けられるＡＣ／ＤＣコンバータによって商用電源等の交流電源から変換された直流電源と電気的に接続されている。また、照明器具は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode，発光ダイオード）や有機エレクトロルミネッセンス素子のように直流電圧が印加されて点灯（発光）する光源を備えている。つまり、照明器具は、直流供給線路を介して供給される直流電力で点灯するので、交流電圧を直流電圧に変換するためにＡＣ／ＤＣコンバータなどの電源回路を備える必要がない。

ところで、特許文献１記載の照明システムにおいて、直流供給線路は、直流電力の給電路であるとともに通信路（伝送路）としても兼用されている。例えば、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号（伝送信号）が直流電圧に重畳されている。そして、直流供給線路に接続されたスイッチが、直流電圧に重畳した伝送信号により、照明器具に対する制御の指示（例えば、点灯、消灯、調光など）を伝送している。照明器具は、スイッチから伝送されてくる伝送信号を受信し、伝送信号に含まれている制御の指示に応じて、光源を点灯、消灯、調光している。

特開２００９−１５９６５３号公報

ところで、特許文献１記載の照明システムのように、高周波の搬送波を変調した伝送信号が直流電圧に重畳される場合、屋内配線がアンテナとなって電磁波（ノイズ）が放射されたり、電源線を介して隣の家屋に伝送信号（ノイズ）が漏れてしまう可能性がある。ゆえに、この種の照明システム等においては、伝送信号（伝送データ）の送受信によって生じるノイズを低減することが望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされており、伝送データの送受信によって生じるノイズの低減を図ることを目的とする。

本発明の一態様に係る信号送信装置は、第１直流電圧が入力される送信側入力部と、第２直流電圧が出力される送信側出力部と、前記第１直流電圧を前記第２直流電圧に変換する電圧変換回路とを備えている。さらに、本発明の信号送信装置は、所定の伝送期間において、前記第２直流電圧の電圧値を伝送データに応じた電圧値に変化させるように前記電圧変換回路を制御する制御回路を備えている。

本発明の一態様に係る信号受信装置は、信号送信装置が備える送信側出力部と電気的に接続されて前記第２直流電圧が入力される受信側入力部と、前記第２直流電圧の前記電圧値の変化を検出して伝送データを取得する受信回路とを備えている。

本発明の一態様に係る点灯システムは、信号送信装置と、信号受信装置と、前記信号送信装置の前記送信側出力部から出力される前記第２直流電圧によって光源を点灯させる点灯装置とを備えている。前記点灯装置は、前記信号受信装置の前記受信回路が取得する前記伝送データに応じて、前記光源の状態を変更するように構成されている。

本発明の一態様に係る照明器具は、信号受信装置と、光源と、前記第２直流電圧によって前記光源を点灯させる点灯装置とを備えている。前記点灯装置は、前記受信回路が取得する前記伝送データに応じて、前記光源の状態を変更するように構成されている。

本発明の一態様に係る照明システムは、点灯システムと、前記点灯装置によって点灯させられる前記光源とを有している。

本発明の一態様に係る照明システムは、信号送信装置と、複数の照明器具とを有している。前記複数の照明器具のそれぞれが備える前記点灯装置及び前記信号受信装置は、前記第２直流電圧が供給される給電路を介して前記信号送信装置の前記送信側出力部と電気的に並列接続されている。

本発明の信号送信装置、信号受信装置、点灯システム及び照明器具、並びに照明システムは、伝送データの送受信によって生じるノイズの低減を図ることができるという効果がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る信号送信装置及び照明器具を示すブロック図である。 図２Ａは、同上の信号送信装置に入力される第１直流電圧の波形図であり、図２Ｂは、同上の3信号送信装置から送信される伝送信号の波形図である。 図３は、同上の信号送信装置と引掛シーリングを示す斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る点灯システムとともに用いられるリモートコマンダーの正面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る照明システムのシステム構成図である。 図６は、同上の照明システムの変形例のシステム構成図である。 図７は、同上の照明システムの別の変形例のシステム構成図である。

以下、実施形態に係る信号送信装置、信号受信装置、点灯システム及び照明器具、並びに照明システムについて、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、直流電圧の電圧値を変化させることで伝送データを送信する信号送信装置、信号送信装置から送信される伝送データを受信する信号受信装置、信号送信装置及び信号受信装置と光源を点灯する点灯装置を含む点灯システムに関する。また、以下に説明する実施形態は、信号受信装置、点灯装置及び光源を備える照明器具に関する。さらに、以下に説明する実施形態は、信号送信装置、信号受信装置、点灯装置及び光源を備える照明システム、複数の照明器具が信号送信装置に対して電気的に並列接続されている照明システムに関する。なお、以下に説明する実施形態は一例にすぎず、設計等に応じて種々の変更が可能である。

点灯システム４は、図１に示すように、点灯装置１と、信号送信装置２と、信号受信装置３とを有している。なお、点灯システム４は、住宅のリビングルーム（居間）などに設置されることが好ましいが、事業所の執務室や商業施設の店舗などに設置されてもよい。

信号送信装置２は、送信側入力部２０、送信側出力部２１、電圧変換回路２２及び制御回路２３を備えている。送信側入力部２０は、一対の送信側入力端子２０Ａ、２０Ｂを有している。これらの送信側入力端子２０Ａ、２０Ｂは、例えば、ねじ端子あるいは速結端子で構成されることが好ましい。送信側入力部２０は、第１給電路Ｌ１と電気的に接続され、第１給電路Ｌ１を介して直流電圧（第１直流電圧Ｖ１）が入力される。第１給電路Ｌ１は、２本の電線で構成されている。２本の電線のうちの一方の電線（高電位側＜正極側＞の電線）の一端が、一方の送信側入力端子２０Ａと電気的に接続され、２本の電線のうちの他方の電線（低電位側＜負極側＞の電線）の一端が、他方の送信側入力端子２０Ｂと電気的に接続されている。なお、第１給電路Ｌ１を構成する２本の電線のそれぞれの他端は、直流電源装置８と電気的に接続されている。

直流電源装置８は、電力系統ＡＣから供給される交流電圧（例えば、実効値が１００ボルト、電源周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧）を直流電圧（例えば、定格値が３０Ｖ〜４０Ｖ程度の直流電圧）に変換して第１給電路Ｌ１へ出力するように構成されている。直流電源装置８は、例えば、入力フィルタ、全波整流器、力率改善回路及び降圧チョッパ回路などのＤＣ／ＤＣコンバータを備え、住宅用分電盤などの屋内配線用の分電盤に内蔵されることが好ましい。ただし、上述した直流電源装置８の回路構成は一例であり、例えば、太陽光発電システムから供給される直流電圧を所望の直流電圧に昇圧又は降圧して第１給電路Ｌ１へ出力する回路構成であってもよい。なお、直流電源装置８の代わりに、電力系統ＡＣから供給される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが信号送信装置２に設けられてもよい。

また、信号送信装置２は、電圧変換回路２２と、制御回路２３とを備えている。電圧変換回路２２は、送信側入力部２０に入力される第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に電圧変換している（図２Ａ及び図２Ｂ参照）。第２直流電圧Ｖ２は、送信側出力部２１から第２給電路Ｌ２へ出力される。送信側出力部２１は、一対の送信側出力端子２１Ａ、２１Ｂを有している。これらの送信側出力端子２１Ａ、２１Ｂは、例えば、ねじ端子あるいは速結端子で構成されることが好ましい。送信側出力部２１は、第２給電路Ｌ２と電気的に接続され、第２給電路Ｌ２に直流電圧（第２直流電圧Ｖ２）を出力する。第２給電路Ｌ２は、２本の電線で構成されている。２本の電線のうちの一方の電線（高電位側＜正極側＞の電線）の一端が、一方の送信側出力端子２１Ａと電気的に接続され、２本の電線のうちの他方の電線（低電位側＜負極側＞の電線）の一端が、他方の送信側出力端子２１Ｂと電気的に接続されている。

電圧変換回路２２は、例えば、出力電圧が可変である可変型３端子レギュレータで構成されることが好ましい。つまり、電圧変換回路２２は、制御回路２３に制御され、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を、第１電圧値（定格値）Ｖ２１、及び第１電圧値Ｖ２１よりも低い第２電圧値Ｖ２２に択一的に切り替えることができる。ただし、第１電圧値Ｖ２１は、第１直流電圧Ｖ１の電圧値（定格値）と同じでもよいし、異なっていてもよい。また、第２電圧値Ｖ２２は、点灯装置１が光源５を点灯させるために必要な電圧値以上の値であることが好ましい。ただし、電圧変換回路２２は、可変型３端子レギュレータに代えて、スイッチングレギュレータを用いて構成されてもよい。可変型３端子レギュレータは、入力電圧を降圧する（電圧値を下げる）ことしかできないが、スイッチングレギュレータは、入力電圧を降圧するだけでなく、昇圧又は昇降圧することもできる。ゆえに、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を第１直流電圧Ｖ１の電圧値よりも高くする場合、電圧変換回路２２は、昇圧型のスイッチングレギュレータを用いて構成されることが好ましい。

制御回路２３は、マイクロコントローラ又は制御用ＩＣなどで構成されている。制御回路２３は、リモートコントローラ（以下、リモコンと略す）９から信号線Ｌ３を介して送信される制御信号を受信するように構成されている。さらに、制御回路２３は、受信した制御信号で指示される調光レベルを伝送データに置き換え、伝送データに応じて、電圧変換回路２２を制御するように構成されている。なお、本実施形態において、調光レベルは、光源５に流す電流の定格値に対する比率を百分率で表した値（単位は［％］）で定義される。伝送データは、例えば、２５６段階の調光レベルが１対１に対応付けされた８ビットのビット列で構成されている。例えば、１００［％］の調光レベルが「００００００００」のビット列に対応付け（置き換え）られ、０［％］（消灯）の調光レベルが「１１１１１１１１」のビット列に対応付け（置き換え）られ、５０［％］の調光レベルが「１０００００００」に対応付け（置き換え）られる。ただし、調光レベルは、必ずしも２５６段階である必要はなく、１２８段階や５１２段階、あるいは数段階から十数段階であってもよい。

制御回路２３は、例えば、伝送データの任意のビットの値（ビット値）が「１」の場合、電圧変換回路２２を制御して第２直流電圧Ｖ２の電圧値を第１電圧値Ｖ２１よりも低い第２電圧値Ｖ２２に変化させる（図２Ｂ参照）。一方、伝送データの任意のビット値が「０」の場合、制御回路２３は、電圧変換回路２２を制御して第２直流電圧Ｖ２の電圧値を第１電圧値Ｖ２１に変化させる（図２Ｂ参照）。より詳細には、制御回路２３は、８ビットの伝送データを送信する期間（伝送期間）を、一定の時間幅Ｔ０を有する８個のタイムスロットで構成している（図２Ｂ参照）。そして、制御回路２３は、伝送データのビット値が「１」であるとき、タイムスロット（の時間幅Ｔ０）よりも短い時間幅Ｔ１において第２直流電圧Ｖ２の電圧値を第２電圧値Ｖ２２に変化させるように電圧変換回路２２を制御する（図２Ｂ参照）。なお、制御回路２３は、タイムスロットの終期と、第２直流電圧Ｖ２の立ち上がり（第２電圧値Ｖ２２から第１電圧値Ｖ２１への立ち上がり）とを一致させるように電圧変換回路２２を制御している。ただし、制御回路２３は、タイムスロット内の任意の期間に第２直流電圧Ｖ２の電圧値を第２電圧値Ｖ２２に変化させればよい。例えば、制御回路２３は、タイムスロットの始期と、第２直流電圧Ｖ２の立ち下がり（第１電圧値Ｖ２１から第２電圧値Ｖ２２への立ち下がり）とを一致させるように電圧変換回路２２を制御してもよい。

ここで、制御回路２３は、伝送期間の開始を通知するためのスタートビットを伝送データの先頭のビットの前に送信し、かつ、伝送期間の終了を通知するためのストップビットを伝送データの末尾のビットの後に送信するように電圧変換回路２２を制御している。例えば、スタートビットは、「１１１」のようなビット列であり、ストップビットは、「０００」のようなビット列であればよい。ただし、伝送データのデータ長が８ビットに固定されているので、必ずしもストップビットが送信側（信号送信装置２）から送信されなくても、受信側（信号受信装置３）において伝送期間の終了を判別することができる。なお、本実施形態においては、伝送期間に給電路Ｌ２の線間電圧（第２直流電圧Ｖ２）を第１電圧値Ｖ２１と第２電圧値Ｖ２２とに切り替えて伝送される信号を伝送信号と呼ぶ。つまり、伝送信号は、スタートビットと伝送データとストップビットとを含み、必要に応じて、ストップビットを含まない場合もある。また、制御回路２３は、伝送期間と異なる期間（伝送期間以外の期間）においては、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を第１電圧値Ｖ２１に維持するように電圧変換回路２２を制御している。

ところで、第１給電路Ｌ１は、給電用の配線器具と電気的に接続されても構わない。給電用の配線器具は、例えば、住宅の天井（天井仕上材）に設置されている引掛シーリング２００である（図３参照）。引掛シーリング２００は、天井裏などに先行配線されている第１給電路Ｌ１に電気的に接続され、第１給電路Ｌ１を通して直流電源装置８から直流電力が供給（給電）されている。信号送信装置２は、図３に示すように、円筒形のハウジング２４を有している。ハウジング２４は、例えば、合成樹脂のような電気絶縁性を有する材料で形成されることが好ましい。ハウジング２４の上面には、一対の引掛刃２５が突出している。すなわち、これら一対の引掛刃２５が引掛シーリング２００の引掛刃用刃受部２０１にかん合することにより、信号送信装置２は、引掛シーリング２００と電気的及び機械的に接続される。つまり、一対の引掛刃２５が送信側出力部２０（の入力端子２０Ａ、２０Ｂ）に相当する。ハウジング２４は、一対の速結端子を内蔵しており、これら一対の速結端子を介して、信号送信装置２の送信側出力部２１（の出力端子２１Ａ、２１Ｂ）が第２給電路Ｌ２と電気的に接続される。なお、ハウジング２４の外周面には、一対の速結端子用の電線挿入孔２４０が設けられている。

ところで、リモコン９は、図４に示すように、合成樹脂成形体からなる本体９０を備えている。本体９０は、例えば、壁材に設けられている埋込孔に一部分（主に後端部分）が挿入されて壁に設置されている。また、リモコン９は、第１操作釦９１、第２操作釦９２、表示部９３を備えている。第１操作釦９１は、本体９０の前面に露出している。第２操作釦９２は、本体９０の前面において、第１操作釦９１の真下に露出している。表示部９３は、例えば、縦１列に並ぶ７つの表示素子（発光ダイオードなど）９３０を有している。表示部９３は、第１操作釦９１及び第２操作釦９２が押操作されて設定される調光レベルに応じて、それら７つの表示素子９３０のうちの所定数の表示素子９３０を発光させるように構成されている。

リモコン９は、第１操作釦９１が押操作されると、調光レベルを、押操作される直前の値から上昇させ、上昇後の調光レベルを指示するための調光信号を信号線Ｌ３を介して送信する。また、リモコン９は、第２操作釦９２が押操作されると、調光レベルを、押操作される直前の値から下降させ、下降後の調光レベルを指示するための調光信号を信号線Ｌ３を介して送信する。さらに、リモコン９は、調光レベルが１００［％］のときは最上段の表示素子９３０を発光させ、調光レベルが下降するにつれて、下段の表示素子９３０を発光させる。つまり、リモコン９を操作する操作者は、表示部９３の何段目の表示素子９３０が発光しているかによって、おおよその調光レベルを知ることができる。なお、上述したリモコン９のように照明器具の調光レベルを制御する用途に用いられる機器は、調光器とも呼ばれている。

点灯装置１は、点灯側入力部１０、点灯側出力部１１、定電流回路１２を備えている。点灯側入力部１０は、一対の点灯側入力端子１０Ａ、１０Ｂを有している。これらの点灯側入力端子１０Ａ、１０Ｂは、例えば、ねじ端子あるいは速結端子で構成されることが好ましい。点灯側入力部１０は、第２給電路Ｌ２と電気的に接続され、第２給電路Ｌ２を介して第２直流電圧Ｖ２が入力される。一方の点灯側入力端子１０Ａは、第２給電路Ｌ２を構成する２本の電線のうちの一方の電線（高電位側＜正極側＞の電線）の一端と電気的に接続されている。他方の点灯側入力端子１０Ｂは、第２給電路Ｌ２を構成する２本の電線のうちの他方の電線（低電位側＜負極側＞の電線）の一端と電気的に接続されている。なお、第２給電路Ｌ２を構成する２本の電線のそれぞれの他端は、信号送信装置２の送信側出力部２１（の送信側出力端子２１Ａ、２１Ｂ）と電気的に接続されている。

点灯側出力部１１は、一対の点灯側出力端子１１Ａ、１１Ｂを有している。これらの点灯側出力端子１１Ａ、１１Ｂは、例えば、ねじ端子あるいは速結端子で構成されることが好ましい。点灯側出力部１１は、光源５と電気的に接続されている。光源５は、例えば、１つ又は複数のＬＥＤモジュールを有している。ＬＥＤモジュールは、例えば、実装基板と、実装基板の一面に実装されている１つ又は複数のＬＥＤチップと、それら１つ又は複数のＬＥＤチップを封止する封止材とを有している。封止材は、シリコーン樹脂などの透光性を有する封止材料で構成されている。なお、ＬＥＤチップは、青色光を放射する青色ＬＥＤチップであり、封止材には青色光を黄色光に波長変換する蛍光体が混入されている。つまり、ＬＥＤモジュールは、青色光と黄色光が混色された白色光を放射するように構成されている。ただし、光源５は、ＬＥＤモジュールに限定されず、直管形のＬＥＤランプや有機エレクトロルミネッセンス素子で構成されても構わない。

光源５の正極（ＬＥＤモジュールのアノード電極）に、高電位側の点灯側出力端子１１Ａが電気的に接続されている。また、光源５の負極（ＬＥＤモジュールのカソード電極）に、低電位側の点灯側出力端子１１Ｂが電気的に接続されている。定電流回路１２は、スイッチングレギュレータやシリーズレギュレータなどのＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている。例えば、信号送信装置２から点灯側入力部１０に入力される第２直流電圧Ｖ２の定格電圧値（第１電圧値Ｖ２１）が光源５の定格電圧よりも高い場合、定電流回路１２は、降圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。また、第１電圧値Ｖ２１が光源５の定格電圧よりも低い場合、定電流回路１２は、昇圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。本実施形態においては、第２直流電圧Ｖ２の定格電圧値が光源５の定格電圧よりも高く、定電流回路１２が降圧チョッパ回路で構成されている。定電流回路１２は、点灯側出力部１１から光源５に供給する出力電流を目標値に一致させるように動作する。つまり、定電流回路１２は、目標値が変更されることにより、出力電流を増減して光源５を消灯、点灯（定格点灯）及び調光点灯させる。

信号受信装置３は、受信側入力部３０と、受信回路３１と、分圧回路とを備えている（図１参照）。受信側入力部３０は、一対の受信側入力端子３０Ａ、３０Ｂを有している。これらの受信側入力端子３０Ａ、３０Ｂは、例えば、ねじ端子あるいは速結端子で構成されることが好ましい。ただし、受信側入力部３０の受信側入力端子３０Ａ、３０Ｂは、点灯装置１内において、点灯側入力部１０の点灯側入力端子１０Ａ、１０Ｂと電気的に並列接続されてもよい。さらに、点灯装置１の定電流回路１２を構成するプリント回路と、信号受信装置３の受信回路３１及び分圧回路を構成するプリント回路とが同一のプリント回路板に形成されてもよい。受信側入力部３０は、第２給電路Ｌ２と電気的に接続され、第２給電路Ｌ２を介して第２直流電圧Ｖ２が入力される。一方の受信側入力端子３０Ａは、第２給電路Ｌ２を構成する２本の電線のうちの一方の電線（高電位側＜正極側＞の電線）の一端と電気的に接続されている。他方の受信側入力端子３０Ｂは、第２給電路Ｌ２を構成する２本の電線のうちの他方の電線（低電位側＜負極側＞の電線）の一端と電気的に接続されている。

分圧回路は、２つの抵抗器３２Ａ、３２Ｂの直列回路で構成されている。分圧回路は、一対の受信側入力端子３０Ａ、３０Ｂの間に電気的に接続され、第２給電路Ｌ２の線間電圧（第２直流電圧Ｖ２）を分圧した電圧（検出電圧Ｖｘ）を受信回路３１に出力している。受信回路３１は、マイクロコントローラ又は制御用ＩＣなどで構成されている。受信回路３１は、分圧回路から入力される検出電圧Ｖｘを、一定のサンプリング周期でサンプリングしてバッファメモリに格納している。なお、このサンプリング周期は、信号送信装置２が１ビット分の伝送データを送信する時間幅Ｔ１よりも短い値とされている。

受信回路３１は、バッファメモリに格納したサンプリング値（検出電圧Ｖｘの電圧値）をしきい値と比較することで伝送信号（スタートビット、伝送データ、ストップビット）を受信する。すなわち、受信回路３１は、サンプリング値がしきい値を下回った場合、「１」のビット値を受信した判断し、受信したビット値（「１」）をバッファメモリに格納する。受信回路３１は、スタートビットを受信すると、スタートビットに続いて送信される伝送ビットを受信してバッファメモリに格納する。そして、受信回路３１は、ストップビットを受信すると、バッファメモリへのデータの格納を終了する。

受信回路３１は、バッファメモリに格納した伝送データから調光レベルを取得する。さらに、受信回路３１は、取得した調光レベルをＰＷＭ信号に変換して点灯装置１（の定電流回路１２）へ出力する。受信回路３１は、一定周期の方形波のデューティ比を調光レベルに応じて変化させることによって、調光レベルをＰＷＭ信号に変換している。例えば、受信回路３１は、調光レベルが１００［％］のときにデューティ比を１００［％］とし、調光レベルが０［％］のときにデューティ比を０［％］とし、調光レベルが５０［％］のときにデューティ比を５０［％］としている。あるいは、受信回路３１は、調光レベルを電圧値で表した電圧信号に変換しても構わない。

一方、定電流回路１２は、受信回路３１から受け取るＰＷＭ信号に応じて、出力電流の目標値を変更している。つまり、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００［％］の場合、定電流回路１２は、出力電流の目標値を定格値（光源５の定格電流の電流値）とする。また、ＰＷＭ信号のデューティ比が５０［％］の場合、定電流回路１２は、出力電流の目標値を定格値の半分の値とする。なお、ＰＷＭ信号のデューティ比が０［％］の場合、定電流回路１２は、出力電流を停止して光源５を消灯させる。

ところで、点灯装置１、信号受信装置３及び光源５は、照明器具６を構成する構成要素に含まれていてもよい。照明器具６は、例えば、図５に示すように、照明器具用ライティングダクト（以下、ダクトと略す）３００と組み合わせて使用されるスポットライトである。ダクト３００は、天井（天井仕上材の下面）に取り付けられている。ダクト３００は、合成樹脂製のダクト本体３０００と、ダクト本体３０００内に収容された２本の導体（図示せず）とを有している。ダクト本体３０００は、長尺かつ中空の直方体状に形成されている。ダクト本体３０００の下面には、長手方向に沿った直線状の挿入口３００１が形成されている。２本の導体は、下方から見て、挿入口３００１を挟んで対向するように、ダクト本体３０００内に固定されている。また、ダクト本体３０００の長手方向の一端には、フェードインユニット３００２が電気的かつ機械的に接続されている。フェードインユニット３００２は、第２給電路Ｌ２の２本の電線をダクト本体３０００内の２本の導体に電気的に接続するように構成されている。つまり、ダクト３００には、信号送信装置２から第２直流電圧Ｖ２が供給されている。

照明器具６は、本体６０、アーム６１、プラグ６２などを備えている。本体６０は、金属又は合成樹脂により、直径が異なる２つの円筒を軸方向に繋げた形状に形成されている。本体６０は、光源５、点灯装置１及び信号受信装置３を内部に収容している。なお、点灯装置１の定電流回路１２を構成するプリント回路と、信号受信装置３の受信回路３１及び分圧回路を構成するプリント回路とが同一のプリント回路板に形成されてもよい。本体６０は、光源５と対向する一方の先端に窓孔６００を有している。この窓孔６００は、ガラス又はアクリル樹脂などの透光性材料で形成されたパネル６０１で覆われている。光源５が発する光は、パネル６０１を通して照明空間に照射される。プラグ６２は、円筒形のプラグ本体６２０と、プラグ本体６２０の天面から突出する一対の電極板（図示せず）とを備えている。一対の電極板は、挿入口３００１からダクト本体３０００内に挿入され、ダクト本体３０００内に固定されている２本の導体と接触する。なお、プラグ６２の一対の電極板は、電気ケーブル６３を介して、本体６０内に収容されている点灯装置１の第１入力端子１０Ａ及び第２入力端子１０Ｂと電気的に接続されている。アーム６１は、本体６０を支持する一対の支持片６１０と、一対の支持片６１０を連結する連結片６１１とを有する。アーム６１は、連結片６１１の中央部分において、プラグ本体６２０の下面に対して水平面内で回転可能に支持されている。また、アーム６１の一対の支持片６１０は、本体６０の側面に対して、垂直面内で回転可能に支持されている。

上述のように構成される照明器具６は、プラグ６２を介して、ダクト３００に電気的、かつ、機械的に接続される。そして、照明器具６は、ダクト３００を介して供給される直流電力によって点灯する。なお、本実施形態の照明システム７は、信号送信装置２と照明器具６（光源５、点灯装置１、信号受信装置３）で構成されている（図１参照）。また、本実施形態の照明システム７は、図５に示すように、信号送信装置２と、複数台の照明器具６とで構成されても構わない。

次に、点灯システム４及び照明システム７の動作を説明する。

例えば、操作者がリモコン９の第２操作釦９２を押操作して調光レベルを１００［％］から５０［％］に変更したと仮定する。リモコン９は、信号線Ｌ３を介して、調光レベルを５０［％］とする調光信号を送信する。信号送信装置２の制御回路２３は、リモコン９から調光信号を受信すると、調光信号で指示されている調光レベル（５０［％］）を伝送データ（「１０００００００」の８ビットのビット列）に変換する。そして、制御回路２３は、電圧変換回路２２を制御し、スタートビットを送信した後に伝送データを送信し、最後にストップビットを送信する。

信号送信装置２から第２給電路Ｌ２を介して送信された伝送信号は、第２給電路Ｌ２（ダクト３００の導体を含む）を介して、全て（３台）の照明器具６の信号受信装置３で受信される。信号受信装置３の受信回路３１は、受信した伝送信号に含まれている伝送データから調光レベル（５０［％］）を取得し、さらに、その調光レベルをＰＷＭ信号に変換する。すなわち、受信回路３１は、デューティ比を５０［％］としたＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を点灯装置１（の定電流回路１２）に出力する。

定電流回路１２は、ＰＷＭ信号のデューティ比（５０［％］）に応じて、出力電流の目標値を定格値の半分の値とする。ゆえに、点灯装置１の点灯側出力部１１から光源５に出力される出力電流の電流値が定格値の半分になるので、光源５から放射される光の量（光束）も、定格点灯時の光量のおおよそ半分になる。つまり、ダクト３００に接続されている全て（３台）の照明器具６の光量が定格点灯時の半分の光量に調光される。

ここで、特許文献１記載の照明システムのように、高周波の搬送波を変調した伝送信号が直流電圧に重畳される場合、屋内配線がアンテナとなって電磁波（ノイズ）が放射されたり、電源線を介して隣の家屋に伝送信号（ノイズ）が漏れてしまう可能性がある。一方、本実施形態の信号送信装置２、点灯システム４及び照明システム７は、第２給電路Ｌ２を介して供給される直流電圧（第２直流電圧Ｖ２）の電圧値を変化させることで伝送データ（調光レベル）を送信している。そのため、本実施形態の信号送信装置２、点灯システム４及び照明システム７は、高周波の搬送波を変調した伝送信号を直流電圧に重畳する場合と比較して、伝送データの送受信によって生じるノイズの低減を図ることができる。しかも、信号送信装置２及び信号受信装置３は、双方とも、高周波の搬送波を発生させるための発振器を備える必要がないので、回路構成の簡素化を図ることができる。

ここで、信号受信装置３に固有のアドレスが割り当てられても構わない。信号受信装置３に固有のアドレスが割り当てられる場合、信号送信装置２の制御回路２３は、スタートビットに続けて、アドレスを示すアドレスビットを送信した後、伝送データを送信すればよい。信号受信装置３の受信回路３１は、受信した伝送信号のアドレスビットが自己のアドレスと一致すれば、伝送データから取得した調光レベルをＰＷＭ信号に変換して点灯装置１へ出力する。一方、アドレスビットが自己のアドレスと一致しなければ、受信回路３１は、伝送データから調光レベルを取得せずに破棄する。このように信号受信装置３に固有のアドレスが割り当てられれば、ダクト３００に接続されている複数台の照明器具６をそれぞれ個別に点滅及び調光することができる。

ところで、光源５は、互いに発光色の異なる複数種類のＬＥＤモジュールを有していても構わない。例えば、光源５は、白色光を放射する第１ＬＥＤモジュールと、電球色光を放射する第２ＬＥＤモジュールとを有してもよい。さらに、点灯装置１は、第１ＬＥＤモジュールを点灯させるための第１定電流回路と、第２ＬＥＤモジュールを点灯させるための第２定電流回路とを備えることが好ましい。そして、第１ＬＥＤモジュールの第１調光レベル及び第２ＬＥＤモジュールの第２調光レベルを示す伝送データが、信号送信装置２から信号受信装置３へ送信される。信号受信装置３の受信回路３１は、信号送信装置２から受け取った第１調光レベルをＰＷＭ信号に変換して第１定電流回路へ出力する。同様に、信号受信装置３の受信回路３１は、信号送信装置２から受け取った第２調光レベルをＰＷＭ信号に変換して第２定電流回路へ出力する。そして、第１定電流回路は、受信回路３１から受け取ったＰＷＭ信号に対応した目標値の電流を第１ＬＥＤモジュールに流す。第２定電流回路は、受信回路３１から受け取ったＰＷＭ信号に対応した目標値の電流を第２ＬＥＤモジュールに流す。ゆえに、光源５からは、第１ＬＥＤモジュールから放射される白色光と、第２ＬＥＤモジュールから放射される電球色光とが混合（混色）された光が放射される。つまり、照明器具６、点灯システム４及び照明システム７は、第１調光レベルと第２調光レベルの割合に応じて、光源５の光を調色することができる。

また、伝送データは調光レベルに限定されない。例えば、照明器具にスピーカが内蔵されている場合、音声（音楽）ファイルを伝送データとしてもよい。つまり、信号送信装置２から音声（音楽）ファイルを伝送データとして送信し、信号受信装置３で受信した伝送データによってスピーカが駆動されることにより、照明器具のスピーカから音声（音楽）を出力することができる。

ところで、信号送信装置２は、引掛シーリング２００に電気的かつ機械的に接続可能な構造を有していなくてもよい。例えば、信号送信装置２は、金属製あるいは合成樹脂製のケースに電圧変換回路２２や制御回路２３などが収容され、天井裏に配置されても構わない。また、信号送信装置２は、直流電源装置８をハウジング２４に内蔵するように構成されても構わない。また、信号送信装置２と点灯装置１を電気的に接続している第２給電路Ｌ２は、ダクト３００を含まなくても構わない。例えば、第２給電路Ｌ２は、天井裏に配設されている電気ケーブル（ビニル絶縁ビニルシースケーブルなど）で構成されても構わない。また、照明器具６は、スポットライトに限定されず、例えば、ダウンライトや、壁面に取り付けられて間接照明に用いられる、ブラケットタイプの照明器具などでも構わない。なお、点灯装置１と信号受信装置３は、照明器具の本体に内蔵されなくてもよい。例えば、点灯装置１と信号受信装置３を収容するためのケースが照明器具の本体とは別に設けられ、点灯装置１の点灯側出力部１１と光源５が電線を介して電気的に接続されても構わない。さらに、リモコン９は、信号線Ｌ３に代えて、赤外線や電波を通信媒体として調光信号を送信するように構成されても構わない。

また、照明システム７において、信号送信装置２は、図６に示すように、リモコン９の本体９０内に収容されても構わない。さらに、照明システム７において、信号送信装置２及び直流電源装置８は、図７に示すように、リモコン９の本体９０内に収容されても構わない。リモコン９の本体９０は、例えば、住宅Ｈの居間ＬＲの壁Ｗに設けられている埋込孔に一部分（主に後端部分）が挿入されて壁Ｗに設置されている（図６及び図７参照）。なお、リモコン９は、第１操作釦９１及び第２操作釦９２の代わりにタッチパネルを備えてもよい。さらに、リモコン９は、赤外線又は電波を媒体とするワイヤレス信号を受信するように構成されてもよい。このワイヤレス信号は、ワイヤレス送信器（図示せず）から送信される。ワイヤレス送信器は、調光レベルを指示するための制御信号をワイヤレス信号として送信するように構成されている。

上述のように信号送信装置２は、第１直流電圧Ｖ１が入力される送信側入力部２０と、第２直流電圧Ｖ２が出力される送信側出力部２１と、第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に変換する電圧変換回路２２とを備えている。さらに、信号送信装置２は、所定の伝送期間において、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を伝送データに応じた電圧値（第１電圧値Ｖ２１及び第２電圧値Ｖ２２）に変化させるように電圧変換回路２２を制御する制御回路２３を備えている。

信号送信装置２が上述のように構成されれば、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させることで伝送データを送信しているので、伝送データの送信によって生じるノイズの低減を図ることができる。しかも、信号送信装置２は、高周波の搬送波を発生させるための発振器を備える必要がないので、回路構成の簡素化を図ることができる。

上述のように信号受信装置３は、信号送信装置２が備える送信側出力部２１と電気的に接続されて第２直流電圧Ｖ２が入力される受信側入力部３０と、第２直流電圧Ｖ２の電圧値の変化を検出して伝送データを取得する受信回路３１とを備えている。

信号受信装置３が上述のように構成されれば、第２直流電圧Ｖ２の電圧値の変化を検出して伝送データを取得しているので、伝送データの受信によって生じるノイズの低減を図ることができる。しかも、信号受信装置３は、高周波の搬送波を発生させるための発振器を備える必要がないので、回路構成の簡素化を図ることができる。

上述のように点灯システム４は、信号送信装置２と、信号受信装置３と、信号送信装置２の送信側出力部２１から出力される第２直流電圧Ｖ２によって光源５を点灯させる点灯装置１とを備えている。点灯装置１は、信号受信装置３の受信回路３１が取得する伝送データに応じて、光源５の状態を変更するように構成されている。

点灯システム４が上述のように構成されれば、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させることによって信号送信装置２から信号受信装置３へ伝送データが送信されるので、伝送データの送受信によって生じるノイズの低減を図ることができる。しかも、点灯システム４は、高周波の搬送波を発生させるための発振器を信号送信装置２及び信号受信装置３に備える必要がないので、信号送信装置２及び信号受信装置３の回路構成の簡素化を図ることができる。

点灯システム４において、制御回路２３は、電圧変換回路２２を制御し、所定の下限値以上の範囲で第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させるように構成されることが好ましい。下限値は、点灯装置１が光源５を点灯させるために必要な電圧値以上の値とされていることが好ましい。

点灯システム４が上述のように構成されれば、伝送期間内における光源５の光量の変動を抑えることができる。

ところで、一般的に電圧変換を行った際は損失が生じてしまうため、できるだけ電圧変換を行う区間を減らすことが望ましい。

また、点灯システム４において、制御回路２３は、伝送期間と異なる期間においては、電圧変換を行う区間を減らすために、送信側出力部２１から出力する第２直流電圧Ｖ２の電圧値を、第１直流電圧Ｖ１の電圧値と同じにするように制御することが好ましい。

点灯システム４が上述のように構成されれば、伝送期間と異なる期間（伝送期間以外の期間）において、第２直流電圧Ｖ２の電圧値と第１直流電圧Ｖ１の電圧値が同じになるので、信号送信装置２の損失を低減させることができる。なお、「同じになる」とは、第２直流電圧Ｖ２の電圧値と第１直流電圧Ｖ１の電圧値との差がゼロになる場合だけでなく、２つの電圧値の差が実質的にゼロとみなすことができる程度の小さい値である場合を含む。

さらに、点灯システム４において、伝送データは、点灯装置１を制御して光源５を点灯及び消灯させるための制御情報を含むことが好ましい。点灯装置１は、受信回路３１が取得する伝送データに、光源５を点灯させるための制御情報が含まれているときは光源５を点灯状態とするように構成されていることが好ましい。また、点灯装置１は、受信回路３１が取得する伝送データに、光源５を消灯させるための制御情報が含まれているときは光源５を消灯状態とするように構成されていることが好ましい。

点灯システム４が上述のように構成されれば、光源５の点滅を制御することができる。

点灯システム４において、伝送データは、光源５の光出力を調節するための制御情報（調光レベル）を含むことが好ましい。点灯装置１は、受信回路３１が取得する伝送データに、光源５の光出力を調節するための制御情報が含まれているときは、制御情報に応じて光源５の光出力を調節するように構成されていることが好ましい。

点灯システム４が上述のように構成されれば、光源５の光量を調節（調光）することができる。

さらに、点灯システム４において、制御回路２３は、一定の時間幅Ｔ０を有する複数のタイムスロットで伝送期間を構成することが好ましい。また、制御回路２３は、所定のタイムスロットでは、一定の時間幅Ｔ０よりも短い時間幅Ｔ１において第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させるように電圧変換回路２２を制御するように構成されることが好ましい。所定のタイムスロットは、複数のタイムスロットのなかで伝送データに応じて第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させるタイムスロットであることが好ましい。

点灯システム４が上述のように構成されれば、第２直流電圧Ｖ２の電圧値が変化している時間を短くして光源５の光量の変化を利用者に気付かれ難くすることができる。

上述のように照明器具６は、信号受信装置３と、光源５と、第２直流電圧Ｖ２によって光源５を点灯させる点灯装置１とを備えている。点灯装置１は、受信回路３１が取得する伝送データに応じて、光源５の状態を変更するように構成されている。

照明器具６が上述のように構成されれば、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させることによって信号送信装置２から信号受信装置３へ伝送データが送信されるので、伝送データの受信によって生じるノイズの低減を図ることができる。しかも、照明器具６は、高周波の搬送波を発生させるための発振器を信号受信装置３に備える必要がないので、信号受信装置３の回路構成の簡素化を図ることができる。

上述のように照明システム７は、点灯システム４と、点灯装置１によって点灯させられる光源５とを有している。

また、上述のように照明システム７は、信号送信装置２と、複数の照明器具６とを有している。複数の照明器具６のそれぞれが備える点灯装置１及び信号受信装置３は、第２直流電圧Ｖ２が供給される給電路（第２給電路Ｌ２）を介して信号送信装置２の送信側出力部２１と電気的に並列接続されている。

照明システム７が上述のように構成されれば、第２直流電圧Ｖ２の電圧値を変化させることによって信号送信装置２から信号受信装置３へ伝送データが送信されるので、伝送データの送受信によって生じるノイズの低減を図ることができる。しかも、照明システム７は、高周波の搬送波を発生させるための発振器を信号送信装置２及び信号受信装置３に備える必要がないので、信号送信装置２及び信号受信装置３の回路構成の簡素化を図ることができる。

１ 点灯装置
２ 信号送信装置
３ 信号受信装置
４ 点灯システム
５ 光源
６ 照明器具
７ 照明システム
２０ 送信側入力部
２１ 送信側出力部
２２ 電圧変換回路
２３ 制御回路
３０ 受信側入力部
３１ 受信回路
Ｌ２ 第２給電路

Claims (11)

1. 第１直流電圧が入力される送信側入力部と、第２直流電圧が出力される送信側出力部と、前記第１直流電圧を前記第２直流電圧に変換する電圧変換回路と、所定の伝送期間において、前記第２直流電圧の電圧値を伝送データに応じた電圧値に変化させるように前記電圧変換回路を制御する制御回路とを備えた信号送信装置。
2. 請求項１記載の信号送信装置が備える送信側出力部と電気的に接続されて前記第２直流電圧が入力される受信側入力部と、前記第２直流電圧の前記電圧値の変化を検出して伝送データを取得する受信回路とを備えた信号受信装置。
3. 請求項１記載の信号送信装置と、請求項２記載の信号受信装置と、前記信号送信装置の前記送信側出力部から出力される前記第２直流電圧によって光源を点灯させる点灯装置とを備え、
   前記点灯装置は、前記信号受信装置の前記受信回路が取得する前記伝送データに応じて、前記光源の状態を変更するように構成された点灯システム。
4. 前記制御回路は、前記電圧変換回路を制御し、所定の下限値以上の範囲で前記第２直流電圧の電圧値を変化させるように構成され、前記下限値は、前記点灯装置が前記光源を点灯させるために必要な電圧値以上の値とされている請求項３記載の点灯システム。
5. 前記制御回路は、前記伝送期間と異なる期間においては、前記電圧変換回路を制御して、前記送信側出力部から出力する前記第２直流電圧の電圧値を、前記第１直流電圧の電圧値と同じにするように構成された請求項３又は４記載の点灯システム。
6. 前記伝送データは、前記点灯装置を制御して前記光源を点灯及び消灯させるための制御情報を含み、前記点灯装置は、前記受信回路が取得する前記伝送データに、前記光源を点灯させるための前記制御情報が含まれているときは前記光源を点灯状態とし、前記受信回路が取得する前記伝送データに、前記光源を消灯させるための前記制御情報が含まれているときは前記光源を消灯状態とするように構成された請求項３〜５のいずれか１項に記載の点灯システム。
7. 前記伝送データは、前記光源の光出力を調節するための制御情報を含み、前記点灯装置は、前記受信回路が取得する前記伝送データに、前記光源の光出力を調節するための制御情報が含まれているときは、前記制御情報に応じて前記光源の光出力を調節するように構成された請求項３〜６のいずれか１項に記載の点灯システム。
8. 前記制御回路は、一定の時間幅を有する複数のタイムスロットで前記伝送期間を構成し、かつ、前記複数のタイムスロットのなかで前記伝送データに応じて前記第２直流電圧の前記電圧値を変化させるタイムスロットでは、前記一定の時間幅よりも短い時間幅において前記第２直流電圧の電圧値を変化させるように前記電圧変換回路を制御するように構成された請求項３〜７のいずれか１項に記載の点灯システム。
9. 請求項３記載の信号受信装置と、光源と、前記第２直流電圧によって前記光源を点灯させる点灯装置とを備え、
   前記点灯装置は、前記受信回路が取得する前記伝送データに応じて、前記光源の状態を変更するように構成された照明器具。
10. 請求項３〜８のいずれか１項に記載の点灯システムと、前記点灯装置によって点灯させられる前記光源とを有する照明システム。
11. 請求項１記載の信号送信装置と、請求項９記載の複数の照明器具とを有し、
    前記複数の照明器具のそれぞれが備える前記点灯装置及び前記信号受信装置は、前記第２直流電圧が供給される給電路を介して前記信号送信装置の前記送信側出力部と電気的に並列接続されている照明システム。

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