JP2017162571A - 照明システム及びそれを備えた移動体 - Google Patents

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Abstract

【課題】2つ以上の照明装置同士の光量ばらつきが、より小さい照明システム及びそれを備えた移動体を提供する。
【解決手段】照明システム20は、2つ以上の照明装置10と、制御装置21と、を有している。照明装置10は、光源1aの光量を検出するセンサ2と、光源1aを制御する制御部3と、を備えている。制御装置21は、交換検知部21aを備え、交換検知部21aは、照明装置10が交換されたことを検知し、交換後の照明装置10と未交換の照明装置10とを弁別する検知結果を入手する。制御装置21は、検知結果に対応して取得した検出値に応じた検出結果に基づいて、交換後の照明装置10の光量と、未交換の照明装置10の光量との差が所定範囲内に収まるように、照明装置10を制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、照明システム及びそれを備えた移動体に関し、特に、2つ以上の照明装置それぞれの光出力を制御する照明システム及びそれを備えた移動体に関する。
今日、2つ以上の照明装置の光出力を制御する照明システムが利用されている。
この種の照明システムとしては、たとえば、複数台の照明器具と、コントローラと、を備えた構成が知られている(たとえば、特許文献1を参照)。
特許文献1の照明システムでは、コントローラは、照明器具のランプの光出力が設定値に保たれるように、ランプの累積点灯時間に応じて調光比率を変化させた調光信号を複数台の照明器具に与える。照明器具は、補正手段と、補正解除手段と、を備えている。補正手段は、ランプの交換が通知されると交換直後のランプの光出力が設定値付近になるように、調光信号により指示された調光比率に補正を加えてランプへの電力を制御する。補正解除手段は、コントローラから累積点灯時間のリセットの通知を受けたときに、補正手段による調光比率の補正を解除する。
特許文献1の照明システムでは、複数台の照明器具のうちの一部のランプを交換した場合でも、交換したランプのみが明るく点灯することを抑制できる、としている。
特開2003−17278号公報
ところで、照明システムは、2つ以上の照明装置同士の光量ばらつきが、より小さい構成が求められており、上述の特許文献1の構成だけでは十分ではなく、更なる改良が求められている。
本発明の目的は、2つ以上の照明装置同士の光量ばらつきが、より小さい照明システム及びそれを備えた移動体を提供することにある。
本発明の一態様の照明システムは、2つ以上の照明装置と、制御装置と、を有している。上記制御装置は、上記2つ以上の照明装置それぞれの駆動を制御する。上記2つ以上の照明装置それぞれは、光源と、センサと、制御部と、を備えている。上記センサは、上記光源の光量を検出した検出値を出力できるように構成されている。上記制御部は、上記制御装置からの指令に基づいて、上記光源の点灯を制御する。上記制御装置は、交換検知部を備えている。当該交換検知部は、上記2つ以上の照明装置のうち、何れかの照明装置が交換されたことを検知するように構成されている。上記交換検知部は、上記2つ以上の照明装置のうち、交換後の照明装置と、未交換の照明装置と、を弁別する検知結果を入手する。上記制御装置は、上記検知結果に対応して取得した検出結果に基づいて、上記交換後の照明装置の光量と、上記未交換の照明装置の光量との差が所定範囲内に収まるように、上記2つ以上の照明装置のうちの少なくとも1つの照明装置を制御する。上記検出結果は、上記検出値に応じた値である。
本発明の一態様の移動体は、上述の上記照明システムと、本体と、を備えている。上記本体は、上記照明システムが搭載される。
本発明の照明システムは、2つ以上の照明装置同士の光量ばらつきを、より小さくできる。
本発明の移動体は、2つ以上の照明装置同士の光量ばらつきが、より小さい照明システムを備えた構成にできる。
図1は、実施形態1の照明システムを示す回路構成図である。 図2は、同上の照明システムの動作を説明する模式図である。 図3は、同上の照明システムに係る制御部の動作を説明するグラフである。 図4は、同上の照明システムに係る検出結果を説明する説明図である。 図5は、同上の照明システムが備える照明装置を示す分解斜視図である。 図6は、同上の照明システムが備える照明装置を示す斜視図である。 図7は、図6におけるXX断面を示す断面図である。 図8は、実施形態2の移動体を示す一部破断した斜視図である。
(実施形態1)
以下では、本実施形態の照明システム20を図1ないし図7に基づいて説明する。本実施形態に係る照明装置10を図3ないし図7に基づいて説明する。図中においては、同じ部材に対し、同じ符号を付して重複する説明を省略する。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、本実施形態を構成する各要素は、複数の要素を一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、一の部材の機能を複数の部材で分担して実現してもよい。
本実施形態の照明システム20は、図1、図2A、図2B及び図2Cに示すように、2つ以上の照明装置10と、制御装置21と、を有している。制御装置21は、2つ以上の照明装置10それぞれの駆動を制御する。図1、図2A、図2B及び図2Cでは、2つ以上の照明装置10として、4つの照明装置10を例示している。図1、図2B及び図2Cでは、4つの照明装置10として、第1照明装置10A、第5照明装置10E、第3照明装置10C、第4照明装置10Dを示している。図2Aでは、4つの照明装置10として、第1照明装置10A、第2照明装置10B、第3照明装置10C、第4照明装置10Dを示している。第1照明装置10Aと第2照明装置10Bと第3照明装置10Cと第4照明装置10Dと第5照明装置10Eとは、同じ構成を有している。
以下では、図1に示す第1照明装置10Aの構成を例にして、本実施形態に係る照明装置10を説明する。
2つ以上の照明装置10それぞれは、光源1aと、センサ2と、制御部3と、を備えている。センサ2は、光源1aの光量を検出した検出値を出力できるように構成されている。制御部3は、制御装置21からの指令に基づいて、光源1aの点灯を制御する。
制御装置21は、交換検知部21aを備えている。交換検知部21aは、2つ以上の照明装置10のうち、何れかの照明装置10が交換されたことを検知するように構成されている。交換検知部21aは、2つ以上の照明装置10のうち、交換後の照明装置10と、未交換の照明装置10と、を弁別する検知結果を入手する。図1、図2B及び図2Cでは、図2Aの第2照明装置10Bが、第5照明装置10Eに交換されている。言い換えれば、図1、図2B及び図2Cでは、第5照明装置10Eが交換後の照明装置10であり、第1照明装置10A、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dが未交換の照明装置10である。
制御装置21は、検知結果に対応して取得した検出結果に基づいて、交換後の照明装置10の光量と、未交換の照明装置10の光量との差が所定範囲内に収まるように、2つ以上の照明装置10の少なくとも1つの照明装置10を制御する。検出結果は、検出値に応じた値としている。
本実施形態の照明システム20は、制御装置21が、交換後の照明装置10の光量と、未交換の照明装置10の光量との差が所定範囲内に収まるように、照明装置10を制御する構成で、2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきを、より小さくできる。
以下では、本実施形態の照明システム20について、より詳細に説明する。
本実施形態の照明システム20では、4つの照明装置10それぞれが、送り配線により、外部電源22と電気的に接続されている。外部電源22は、たとえば、直流28Vの電圧を出力することができるように構成されている。照明装置10は、外部電源22と電気的に接続されて、光源1aに電力を供給できるように構成されている。
照明装置10は、光源1aとして、第1光源1fと、第2光源1sと、を少なくとも含んでいる。本実施形態に係る照明装置10では、光源1aは、発光色の異なる2種類以上のLED(light emitting diode)を有している。図1では、発光色の異なる2種類以上の光源1aとして、赤色光を放射する赤色LED1a1と、緑色光を放射する緑色LED1a2と、青色光を放射する青色LED1a3と、白色光を放射する白色LED1a4と、を例示している。
以下では、最初に、照明装置10における光源1aの点灯と、センサ2の光量の検出との関係を説明する。
制御部3は、第1期間と、第2期間と、の組を1周期として、複数の周期を繰り返し、複数の周期それぞれにおける第1光源1fの光及び第2光源1sの光による合成光のそれぞれの光出力が同じ光出力となるように、光源1aの点灯を制御する。ここで、合成光とは、第1光源1fの光と第2光源1sの光とを合わせ、人間の目から見て実質的に一様な状態の光をいう。合成光は、たとえば、白色光と白色光とが合成された場合、輝度むらのない白色光が挙げられる。合成光は、たとえば、赤色光と、緑色光及び青色光が合成された場合、色むらのない白色光が挙げられる。
第1期間では、センサ2が光量を検出する検出対象の光源1aである第1光源1fのみ又は第2光源1sのみに光を放射させる。第1期間は、2種類以上の光源1aのうち、1種類の光源1aのみに光を放射させる単色期間である。第2期間は、第1光源1f及び第2光源1sに光を放射させる。第2期間は、2種類以上の光源1aに光を放射させる混色期間である。
図3では、本実施形態に係る照明装置10において、時刻t1から時刻t4までを1周期として例示しており、時刻t1以後から時刻t2までが赤色LED1a1のみに光を放射させる単色期間を示し、時刻t2以後から時刻t4までが混色期間を示す。以下では、赤色LED1a1のみに光を放射させる単色期間を第1単色期間T1とも称する。図3では、たとえば、赤色光の検出を行う場合、1種類の光源1aを赤色LED1a1とし、2種類以上の光源1aを、赤色LED1a1、緑色LED1a2、青色LED1a3及び白色LED1a4として例示している。同様に、時刻t5から時刻t8までは、1周期を示しており、時刻t5以後から時刻t6までが緑色LED1a2のみに光を放射させる単色期間を示し、時刻t6以後から時刻t8までが混色期間を示す。以下では、緑色LED1a2のみに光を放射させる単色期間を第2単色期間T2とも称する。時刻t9から時刻t12までは、1周期を示しており、時刻t9以後から時刻t10までが青色LED1a3のみに光を放射させる単色期間を示し、時刻t10以後から時刻t12までが混色期間を示す。以下では、青色LED1a3のみに光を放射させる単色期間を第3単色期間T3とも称する。時刻t13から時刻t16までは、1周期を示しており、時刻t13以後から時刻t14までが白色LED1a4のみに光を放射させる単色期間を示し、時刻t14以後から時刻t16までが混色期間を示す。以下では、白色LED1a4のみに光を放射させる単色期間を第4単色期間T4とも称する。各周期では、赤色LED1a1、緑色LED1a1、青色LED1a3及び白色LED1a4の光による混色光が人の目には同じ光色として認識できる。ここで、同じ光色とは、照明装置10から放射される混色光の色が完全に一致する場合だけでなく、人が光色の違いを実質的に区別できない場合も含む。
制御部3は、発光色の異なる種類の光源1aのうち、検出対象以外の光源1aの点灯を開始するタイミングを、検出対象の光源1aの光量の検出が完了した単色期間の後にシフトさせている。制御部3は、複数の周期における2種類以上の光による混色光が同じ光色となるように、2種類以上の光源1aの点灯を制御している。
照明システム20は、所定の光源1aの光量を検出する場合、発光色の異なる種類の光源1aを全て点灯させる場合であっても、検出対象の光源1aを点灯させるタイミングと、検出対象以外の光源1aを点灯させるタイミングとを異ならせている。
センサ2は、第1期間における第1光源1fの光量及び第1期間における第2光源1sの光量を各別に検出した検出値を出力する。すなわち、センサ2は、単色期間における1種類の光源1aの光量を検出した検出値を出力する。制御部3は、さらに、図4に示すように、検出値が所定回数において検出された値に対応した検出結果に基づいて、光源1aの光量が目標範囲内に収まるように第1光源1f及び第2光源1sの点灯を各別に制御している。すなわち、制御部3は、検出結果に基づいて、光源1aの光量が目標範囲内に収まるように、2種類以上の光源1aの点灯を各別に制御している。
図4では、1周期において、赤色LED1a1のみに光を放射させる第1単色期間T1の間に、センサ2が赤色光の光量を連続して10回検出した検出値の合計した合計値を赤色LED1a1の検出結果としている。図4中においては、1周期における混色期間を省略している。同様に、図4では、1周期において、緑色LED1a2のみに光を放射させる第2単色期間T2の間に、センサ2が緑色光の光量を連続して10回検出した検出値の合計した合計値を緑色LED1a2の検出結果としている。図4では、1周期において、青色LED1a3のみに光を放射させる第3単色期間T3の間に、センサ2が青色光の光量を連続して10回検出した検出値の合計した合計値を青色LED1a3の検出結果としている。図4では、1周期において、白色LED1a4のみに光を放射させる第4単色期間T4の間に、センサ2が白色光の光量を連続して10回検出した検出値の合計した合計値を白色LED1a4の検出結果としている。本実施形態において、検出値に応じた検出結果とは、検出値を積分で合計した合計値に対応する検出結果をいう。検出値に応じた検出結果は、検出値を合計した合計値に対応する結果だけに限られず、たとえば、複数回検出した検出値の平均値でもよい。
照明システム20では、検出値が所定回数において検出された値に対応した検出結果に基づいて、制御部3が複数の光源1aの点灯を各別に制御する構成で、2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきを、小さくしている。
言い換えれば、本実施形態の照明システム20では、光源1aは、第1光源1fと、第2光源1sと、を有している。制御部3は、第1期間と、第2期間と、の組を1周期として、複数の周期を繰り返している。第1期間は、センサ2が光量を検出する検出対象の光源1aである第1光源1fのみ又は第2光源1sのみに光を放射させる。第2期間は、第1光源1f及び第2光源1sに光を放射させる。制御部3は、複数の周期における第1光源1fの光及び第2光源1sの光による合成光のそれぞれの光出力が同じ光出力となるように光源1aの点灯を制御している。センサ2は、第1期間における第1光源1fの光量及び第1期間における第2光源1sの光量を各別に検出した検出値を出力する。制御部3は、第1光源1f及び第2光源1sの点灯を各別に制御することが好ましい。
本実施形態の照明システム20では、制御部3が、第1光源1f及び第2光源1sの点灯を各別に制御する構成で、2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきを、より小さくできる。本実施形態の照明システム20では、制御部3が、第1光源1f及び第2光源1sの点灯を各別に制御する構成で、2つ以上の照明装置10同士の輝度むら及び色むらを、小さくできる。
以下では、本実施形態の照明システム20が備える各構成について詳述する。
照明装置10では、制御部3は、図1に示すように、駆動制御部3aと、点灯回路3bと、通信部3cと、駆動電源部3dと、を備えている。
駆動制御部3aは、点灯回路3bを制御する制御信号を出力できるように構成されている。制御信号としては、オン・デューティ比に対応させたPWM(Pulse Width Modulation)信号が挙げられる。駆動制御部3aは、点灯回路3bを構成するスイッチング素子のオンとオフとをPWM信号により制御することで、所定の電流を光源1aに流すことができる。駆動制御部3aは、発光色の異なる2種類以上の光源1aの出力を個別に制御することができるように構成されている。言い換えれば、駆動制御部3aは、赤色LED1a1、緑色LED1a2、青色LED1a3及び白色LED1a4の各々を個別に調光制御できるように構成されている。駆動制御部3aは、センサ2と電気的に接続されている。駆動制御部3aは、センサ2から出力された検出値に基づいて、赤色光の光量、緑色光の光量及び青色光の光量を各別に取得することができる。
駆動制御部3aは、1周期内において、センサ2が光量を検出する検出対象の光源1aのみに光の放射を開始させるタイミングと、残りの光源1aからの光の放射を開始させるタイミングと、をずらす位相差の制御を行うように構成されていてもよい。制御部3は、複数の周期のうちの2以上の周期にわたって、位相差を徐々に大きくすることもできる。制御部3は、位相をずらすタイミングが同じ制御を行う構成と比較して、位相差を徐々に大きくする制御を行うことで、照明装置10から放射される光のちらつきを、抑制させることができる。
駆動制御部3aが1周期内において位相差の制御を行っている場合、センサ2は、位相差が最も大きい1周期における第1期間で、検出対象の光源1aの光量を検出していることが好ましい。センサ2は、位相差が最も大きい1周期における第1期間で光源1aの光量を検出することにより、より検出感度を高めることを容易にすることができる。
センサ2は、第1期間における検出対象の光源1aの点灯期間が検出値を検出する予め設定された検出時間より短い場合、検出対象の光源1aの光量を検出しないことが好ましい。照明システム20では、第1期間における検出対象の光源1aの点灯期間が検出値を検出する予め設定された検出時間より短い場合、センサ2が光量を検出する検出対象の光源1aの光量を検出しないことで、より検出感度を高めることを容易にすることができる。
照明システム20では、たとえば、1周期の単色期間で1種類の光源1aの光量を1回検出し、連続する複数の周期ごとの単色期間それぞれにおいて検出した検出値を合計した合計値を検出結果として、光源1aの点灯を制御してもよい。
駆動制御部3aは、たとえば、CPU(Central Processing Unit)を備えたマイクロコンピュータで構成されている。マイクロコンピュータは、内蔵された記憶部3a1に記憶している適宜のプログラムを実行させることで、所定の制御動作を行うことができる。記憶部3a1は、電気的に書き換え可能な不揮発性半導体メモリで構成されている。不揮発性半導体メモリは、たとえば、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)などが挙げられる。記憶部3a1は、光源1aの光出力を補正する補正係数が記憶されていてもよい。補正係数は、たとえば、センサ2で検出された光源1aの光量が所定の光量となるように、PWM信号のパルス幅を変調する補正値が挙げられる。照明装置10は、駆動制御部3aの記憶部3a1に記憶させたプログラムを適宜に変更することで、光源1aの点灯やセンサ2の光量の検出の制御を適宜に変更させることができる。
点灯回路3bは、光源1aの光出力を調整することができるように構成されている。点灯回路3bは、第1点灯回路3b1と、第2点灯回路3b2と、第3点灯回路3b3と、第4点灯回路3b4と、を備えている。第1点灯回路3b1は、赤色LED1a1の点灯を制御できるように構成されている。第2点灯回路3b2は、緑色LED1a2の点灯を制御できるように構成されている。第3点灯回路3b3は、青色LED1a3の点灯を制御できるように構成されている。第4点灯回路3b4は、白色LED1a4の点灯を制御できるように構成されている。第1点灯回路3b1と第2点灯回路3b2と第3点灯回路3b3と第4点灯回路3b4とは、基本的に同様の構成としている。照明装置10は、赤色LED1a1、緑色LED1a2、青色LED1a3及び白色LED1a4それぞれが点灯回路3bからの給電により、任意の光色の混色光を放射できるように構成されている。照明装置10は、たとえば、赤色LED1a1、緑色LED1a2及び青色LED1a3の光出力の比率を調整することで、放射される光が白色光となる。以下では、主として、第1点灯回路3b1の構成について説明する。
第1点灯回路3b1は、降圧チョッパ回路と、駆動回路と、を備えている。降圧チョッパ回路は、スイッチング素子を備えている。駆動回路は、スイッチング素子のオンとオフとの駆動を制御する。第1点灯回路3b1は、降圧チョッパ回路と駆動回路とで、スイッチング電源回路を構成している。第1点灯回路3b1は、外部電源22からの直流電圧を、光源1aを構成する複数の赤色LED1a1の直列回路に適した駆動電圧まで降圧する。第1点灯回路3b1は、スイッチング素子のデューティ比に応じて、赤色LED1a1の光出力を増減させることができる。第1点灯回路3b1は、直列接続された複数の赤色LED1a1を一括して制御できる。
通信部3cは、照明装置10の外部に設けられた制御装置21と相互に通信できるように構成されている。通信部3cは、電線を通信媒体として、制御装置21と接続されている。通信部3cは、電線を通信媒体として、制御装置21と接続される構成だけに限られない。通信部3cは、無線を通信媒体として、制御装置21と接続される構成でもよい。通信部3cは、制御装置21と最初に接続された場合、2つ以上の照明装置10それぞれに対して割り振られた固有のアドレスと共に、提示信号を制御装置21に送信できるように構成されている。提示信号は、2つ以上の照明装置10のうち、交換後の照明装置10を制御装置21に提示する信号である。通信部3cは、制御装置21からの求めに応じて、センサ2で検出した検出値を、2つ以上の照明装置10それぞれに対して割り振られた固有のアドレスと共に、制御装置21に送信できるように構成されている。通信部3cは、照明装置10から放射させる光の光色や2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきを小さくさせる補正係数を生成する情報を制御装置21から受信できるように構成されている。通信部3cは、たとえば、RS−485トランシーバで構成される。RS−485トランシーバは、米国電子工業会の通信規格に準拠したRS−485の信号の送信及び信号の受信を行うことができる。
駆動電源部3dは、駆動制御部3aと点灯回路3bと通信部3cとに、駆動用の電力を供給できるように構成されている。駆動電源部3dは、たとえば、外部電源22からの電力を2つの抵抗器の直列回路により分圧して、所定の駆動用の電力を供給できるように構成されている。
制御装置21は、2つ以上の照明装置10それぞれから送信された検出値を合計する演算機能を備えている。制御装置21は、2つ以上の照明装置10それぞれのセンサ2で検出した複数回の検出値を合計した合計値に対応した検出結果を、補正係数を生成する情報として2つ以上の照明装置10それぞれに送信できるように構成されている。制御装置21は、ソフトウエアと、適宜のソフトウエアで制御されるハードウエアとを備えたコンピュータで構成することができる。
制御装置21は、交換検知部21aに加え、履歴検知部21bを備えている。履歴検知部21bは、2以上の照明装置10それぞれの累積点灯時間を計時するタイマで構成されている。タイマは、コンピュータに内蔵されたタイマカウンタを利用して構成されている。履歴検知部21bは、照明システム20において、照明装置10の光源1aが最初に点灯を開始した点灯開始時点から経過した経過時間を、照明装置10の累積点灯時間としている。交換検知部21aは、2つ以上の照明装置10における累積点灯時間の長短で、2つ以上の照明装置10のうち、交換後の照明装置10と、未交換の照明装置10とを弁別できる。交換検知部21aは、累積点灯時間を所定の範囲ごとに設定することで、2つ以上の照明装置10それぞれが何時交換されたかの交換履歴も判別することができる。
照明装置10は、図1に示す光源1aとセンサ2と制御部3に加え、図5ないし図7に示すように、筐体4と、光学部材5と、を備えている。光源1aとセンサ2と制御部3とは、実装基板1bと一体的に形成されて、光源ユニット10aの一部を構成している。図5ないし図7では、制御部3を省略している。
照明装置10は、図5に示すように、複数のLEDグループ1gが長尺の実装基板1b上に実装されている。複数のLEDグループ1gのそれぞれは、発光色の異なる4種類の光源1aが1群として纏まっている。LEDグループ1gは、発光色の異なる4種類の光源1aをLEDとして、赤色LED1a1と、緑色LED1a2と、青色LED1a3と、白色LED1a4と、を1種類ずつ備えている。4種類のLEDは、実装基板1bの短手方向の中央部に、実装基板1bの長手方向に沿って、直線状に配置されている。1つのLEDグループ1gでは、4種類のLEDが互いにほぼ等しい間隔で配置されている。複数のLEDグループ1gは、所定の間隔を隔てて配置されている。複数のLEDは、直線状に配置される構成だけに限られるものではない。各LEDグループ1gにおいて、複数のLEDは、4個のLEDが2×2のマトリクス状に並べられるように配置されるなど、直線状以外の他に配置された構成でも構わない。
発光色の異なる2種類以上の光源1aは、赤色LED1a1と、緑色LED1a2と、青色LED1a3と、白色LED1a4の4種類だけに限られない。発光色の異なる2種類以上の光源1aは、たとえば、シアン色の光を放射するシアンLED、マゼンタ色の光を放射するマゼンタLED及び黄色光を放射する黄色LEDの3種類だけでもよい。
LEDは、たとえば、LEDチップと、LEDチップを収納する凹所が設けられたパッケージと、凹所を封止する透光性の封止材とを備えた構成とすることができる。LEDは、たとえば、LEDチップとパッケージと封止材とを備えた表面実装型発光ダイオードであってもよいし、LEDチップ単体だけであってもよい。本実施形態に係る照明装置10では、発光色が同じ種類のLEDは、同じ電流でほぼ同じ色の光が放射できるように、予め分類された同一の色ランクのLEDが用いられている。照明装置10は、発光色ごとに同一のランクのLEDを使用し、1つの照明装置10内において、LEDの発光色ごとの色が揃うように構成されている。光源1aは、発光色の異なる2種類以上の構成だけに限られない。光源1aは、発光色の同じ複数のLEDであってもよい。光源1aは、同じ発光色の光源を複数の群とし、複数の群ごとに駆動できるように構成されていてもよい。すなわち、照明システム20では、全て同じ発光色の光源1aだけを備えた構成としてもよい。光源1aは、たとえば、JIS Z 9112で規格化された昼光色が発光可能なLED、白色が発光可能なLED、昼白色が発光可能なLED、温白色が発光可能なLED又は電球色が発光可能なLEDであってもよい。光源1aは、JIS Z 9112で規格化されたLEDだけに限られない。光源1aは、たとえば、ANSI C78.377で規格化された光色が発光可能なLEDであってもよい。
光源1aは、LEDを利用した構成だけに限られない。光源1aは、LEDの代わりに、有機EL素子や蛍光灯などの放電灯を利用する構成であってもよい。
実装基板1bは、矩形平板の外形形状をしている。実装基板1bは、ガラスエポキシ樹脂基板が用いられている。実装基板1bは、ガラスエポキシ樹脂基板だけに限られない。実装基板1bは、たとえば、絶縁層を介して、所定の形状の配線が設けられた金属基板などであってもよい。実装基板1bは、発光色の異なる種類のLEDのうち、発光色が同じ光を放射するLEDごとに点灯できるように、所定の形状の配線を用いて、発光色の同じ種類のLEDごとに電気的に直列接続させている。実装基板1bには、発光色の同じ種類のLEDごとに給電できるように、コネクタ1cが設けられている。発光色が同じ種類のLEDは、1個でもよいし、複数個であってもよい。
センサ2は、発光色の異なる種類のLEDごとの光量を検出することができるように構成されている。センサ2は、実装基板1bに設けられている。センサ2は、図5及び図7に示すように、センサ素子2aと、第1カバー2dと、導光部材2cと、第2カバー2bと、を備えている。
センサ素子2aは、実装基板1bに実装されている。センサ素子2aは、光学フィルタを備えたフォトダイオードを有している。センサ素子2aは、少なくとも3つのフォトダイオードを有している。3つのフォトダイオードは、互いに異なる光学フィルタを備えている。光学フィルタは、互いに異なる色の光を透過させる。異なる光学フィルタは、たとえば、赤色光、緑色光または青色光のいずれかを選択的に透過させる。
センサ素子2aは、各色の光学フィルタに対応する3つのフォトダイオードのそれぞれによって、発光色の異なる光源1aそれぞれの光量を検出することができる。センサ素子2aは、光源1aから放射された光を電気信号に変換して、変換した電気信号を出力する。センサ素子2aは、赤色光、緑色光、青色光にそれぞれ感度を持ち、検出値を各色16ビットのデジタル値で出力するように構成されている。センサ素子2aは、赤色光の光量、緑色光の光量及び青色光の光量の検出値を、シリアルデータとして出力することができる。センサ素子2aは、IC(Inter-Integrated Circuit)インターフェースに対応したカラーセンサを用いることができる。
第1カバー2dは、実装基板1bに取り付けられている。第1カバー2dは、導光部材2cを保持できるように構成されている。第1カバー2dは、光源1a及びセンサ素子2aに近接して配置されている。第1カバー2dは、たとえば、エポキシ樹脂などの樹脂材料で形成されている。第1カバー2dは、黒色樹脂で形成されていることが好ましい。第1カバー2dは、黒色樹脂で形成されている場合、導光部材2cを導光する光源1aからの光が、外光や実装基板1bで反射された反射光などにより影響を受けることを抑制できる。
導光部材2cは、第1カバー2dの凹部に収納されるように構成されている。導光部材2cは、実装基板1bに実装された発光色の異なる光源1aそれぞれからの光をセンサ素子2aに導光できるように構成されている。
導光部材2cは、図5に示すように、第1受光部2c1と、第2受光部2c2と、第3受光部2c3と、第4受光部2c4と、を有している。第1受光部2c1は、赤色LED1a1と対向するように設けられる。第2受光部2c2は、緑色LED1a2と対向するように設けられる。第3受光部2c3は、青色LED1a3と対向するように設けられる。第4受光部2c4は、白色LED1a4と対向するように設けられる。導光部材2cは、第1受光部2c1から入射された赤色光を、センサ素子2aの受光面に照射できるように構成されている。導光部材2cは、第2受光部2c2から入射された緑色光を、センサ素子2aの受光面に照射できるように構成されている。導光部材2cは、第3受光部2c3から入射された青色光を、センサ素子2aの受光面に照射できるように構成されている。導光部材2cは、第4受光部2c4から入射された白色光を、センサ素子2aの受光面に照射できるように構成されている。導光部材2cは、アクリル樹脂で形成されている。導光部材2cは、アクリル樹脂で形成される構成だけに限られない。導光部材2cは、ポリカーボネート樹脂などの透光性樹脂で形成されていてもよい。導光部材2cは、透光性樹脂だけに限られず、ガラスを用いて形成されていてもよい。導光部材2cは、適宜の形状に形成されている。第2カバー2bは、導光部材2cを覆うように設けられる。第2カバー2bは、たとえば、エポキシ樹脂などの構成材料で形成することができる。第2カバー2bは、黒色樹脂で形成されていることが好ましい。第2カバー2bは、黒色樹脂で形成されている場合、導光部材2cを導光する光源1aからの光が、外光の影響を受けることを抑制できる。
筐体4は、図5ないし図7に示すように、ボディ4aと、端面板4bと、固定ねじ4cと、を備えている。筐体4は、長尺の外形形状をしている。筐体4は、光源ユニット10aと、光学部材5と、を保持できるように構成されている。
ボディ4aは、底板4a1と、側板4a2と、を備えている。底板4a1は、平面視において矩形状の外形形状をしている。底板4a1は、切欠き部4kを備えている。底板4a1は、切欠き部4kにより、長手方向の両端が切り欠かれるように構成されている。側板4a2は、底板4a1の長手方向に沿って、底板4a1の短手方向の両端部から底板4a1の厚み方向に突出するように設けられている。一対の側板4a2は、互いに対向するように配置されている。側板4a2は、底板4a1と反対の先端部に一対のリブ4dが設けられている。リブ4dは、側板4a2の先端部から側板4a2の厚み方向に沿って、筐体4の内部に向けて延びるように設けられている。リブ4dは、筐体4の長手方向に沿って、設けられている。一対のリブ4dで形成された溝部4daには、光学部材5の短手方向の両端部が差し込まれ、光学部材5を保持することができるように構成されている。ボディ4aは、図5及び図7に示すように、長手方向と直交する方向に沿った断面視において、底板4a1と、一対の側板4a2とでC字状の外形形状をしている。ボディ4aは、長手方向の両端部が開口しており、開口を塞ぐように、平板状の端面板4bが設けられている。
筐体4は、開口部4aaを備えている。開口部4aaは、底板4a1と、一対の側板4a2と、一対の端面板4bとで囲まれるように設けられている。筐体4は、光学部材5により開口部4aaが塞がれるように構成されている。筐体4は、光源ユニット10aを内部に収容することができるように形成されている。筐体4は、たとえば、ねじにより、光源ユニット10aを底板4a1にねじ止め固定できるように構成されている。
ボディ4aは、図7に示すように、ねじ保持部4eを備えている。ねじ保持部4eは、断面視がC字状の外形形状をしている。ねじ保持部4eは、底板4a1における側板4a2が突出した表面側と反対の裏面側の両端部に設けられている。ねじ保持部4eは、端面板4bを挿通する固定ねじ4cが、ねじ止めされるように構成されている。言い換えれば、端面板4bは、固定ねじ4cによりボディ4aのねじ保持部4eにねじ止めされる。ボディ4aは、一対の脚部4fを備えている。脚部4fは、ボディ4aの長手方向に沿って設けられている。脚部4fは、長手方向と直交する断面視において、L字状の外形形状をしている。脚部4fは、ボディ4aの底板4a1の厚み方向に沿って、底板4a1から離れる向きに突出している。一対の脚部4fは、先端が互いに離れるように構成されている。脚部4fには、照明装置10が保持される被保持体にねじ止めして保持できるように、複数の貫通孔が形成されていてもよい。
光学部材5は、光源1aからの光が透過できるように構成されている。光学部材5は、透光性材料で構成されている。透光性材料は、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂やガラスなどが挙げられる。光学部材5は、光源1aと相対する面に、レンズ5aを有している。レンズ5aは、光源1aからの光を、筐体4の外部に所定の配光特性で出射できるように構成されている。レンズ5aは、たとえば、フレネルレンズで構成することができる。光学部材5は、平板の長尺の外形形状に形成されている。光学部材5は、短手方向の両端に長手方向に沿った一対の鍔部5bを有している。一対の鍔部5bは、光学部材5の短手方向における両端の各々から外方に伸びるように設けられている。光学部材5は、ボディ4aの長手方向に沿って設けられた一対のリブ4dで構成される溝部4daに、鍔部5bがスライド挿入されるように構成されている。光学部材5は、ボディ4aに対して、装着及び脱離ができるように構成されている。
以下では、図2A、図2B及び図2Cを用いて本実施形態の照明システム20の動作について説明する。
照明システムでは、照明装置の故障、照明装置の経時劣化ばらつきなどに起因して、同じ量の電力を供給する場合でも、2つ以上の照明装置のうち一部の照明装置の光量だけ、他の照明装置の光量と比較して、光量が大きく低下する場合がある。照明システムでは、2つ以上の照明装置のうち、故障などが生じた照明装置だけが交換される場合がある。交換済みの照明装置は、未交換の照明装置と比較して経時劣化が少ない分だけ、光量が大きくなる傾向にある。
照明システム20では、図2Aにおいて、照明装置10が最初に点灯を開始した点灯開始時点から累積点灯時間が10000時間経過後の状態を例示している。照明システム20では、第1照明装置10Aの光量が82%、第2照明装置10Bの光量が0%、第3照明装置10Cの光量が78%、第4照明装置10Dの光量が80%となる場合がある。照明装置10の光量は、照明装置10の点灯開始時を基準として、初期の照明装置10の光量を100%とした場合における10000時間経過後の値を示している。図2Aでは、故障により交換が必要な第2照明装置10BにXの印が重ねられている。
図2Bでは、図2Aに示す第2照明装置10Bから第5照明装置10Eに交換済みとなっている。照明システム20では、たとえば、第5照明装置10Eに交換された最初の起動時に、第5照明装置10Eが、通信部3cを介して、2つ以上の照明装置10それぞれに対して割り振られた固有のアドレスと共に提示信号を制御装置21に送信する。照明システム20では、システムの起動時ごとに、制御装置21が2以上の照明装置10それぞれから固有のアドレスと共に提示信号を受信している。履歴検知部21bは、提示信号に基づいて、第2照明装置10Bの代わりに第5照明装置10Eの累積点灯時間を記憶する。交換検知部21aは、提示信号に基づいて、2以上の照明装置10のうち、交換後の照明装置10と、未交換の照明装置10と、を弁別する。言い換えれば、本実施形態の照明システム20では、システムの起動前後において、交換後の照明装置10と、未交換の照明装置10とが弁別されている。照明システム20は、交換後の照明装置10の存在を検知した場合、2以上の照明装置10すべての光量を検出する。制御装置21は、第1照明装置10A、第5照明装置10E、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dの光量を検出するように、全ての照明装置10に光源1aの光量を検出するための指令信号を出力する。照明システム20は、交換後の第5照明装置10Eと、未交換の第1照明装置10A、第3照明装置10B及び第4照明装置10Dの全ての光源1aの光量を、照明装置10それぞれのセンサ2で検出する。より具体的には、照明システム20では、制御装置21からの指令に基づいて、第1照明装置10A、第5照明装置10E、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dの全ての発光色の異なる2種以上の光源1aごとにセンサ2が光量を検出する。制御装置21は、照明装置10のセンサ2が検出した光源1aの光量を検出した検出値を取得できるように構成されている。図2Bでは、2つ以上の照明装置10それぞれで検出された検出値のデータの制御装置21への送信を、白抜きの矢印で例示している。
制御装置21では、第1照明装置10Aの光量が82%、第5照明装置10Eの光量が100%、第3照明装置10Cの光量が78%、第4照明装置10Dの光量が80%の検出結果が得られる。照明システム20では、交換後の第5照明装置10Eの累積点灯時間は、0時間であり、第5照明装置10Eから100%の光量が得られる。
図2Cでは、照明システム20は、第5照明装置10Eの光量を、未交換の第1照明装置10A、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dの光量の平均に合わせる制御を行っている。制御装置21は、たとえば、未交換の第1照明装置10A、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dにおける平均の光量の80%を算出する。制御装置21は、第1照明装置10A、第5照明装置10E、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dにおける光源1aの光量の差が小さくなるように、第5照明装置10Eの光源1aの点灯を補正する補正係数を演算する。制御装置21は、演算した補正係数を利用した検出結果を第5照明装置10Eへ送信する。補正係数の演算は、制御装置21で行う構成だけに限られず、照明装置10それぞれの駆動制御部3aで補正係数の演算を行って行ってもよい。制御装置21は、第5照明装置10Eの光量が80%の光量となるように、調光信号を補正するための補正係数を含んだ補正データを第5照明装置10Eに送信する。
第5照明装置10Eは、検出結果に基づいて、光源1aの点灯を制御する。第5照明装置10Eは、制御装置21からの調光信号に基づいた光色の光を放射できるように、補正係数を用いて調光信号を補正する。第5照明装置10Eでは、調光信号の値に補正係数を乗じることで、制御部3が発光色の異なる種類の光源1aごとに補正されたデューティ比のPWM信号で、光源1aの点灯を制御する。
照明システム20は、第5照明装置10Eの光源1aの光量を、第1照明装置10A、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dにおける光量の平均と一致するように補正することで、2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきを、より小さくできる。
照明システム20は、交換後の第5照明装置10Eを、未交換の照明装置10の光量の平均に合すことで、2以上の照明装置10同士の光量ばらつきを小さくできる。図2Cでは、制御装置21から照明装置10へ送信される補正データを、黒矢印で例示している。
すなわち、本実施形態の照明システム20では、2つ以上の照明装置10のそれぞれは、さらに、制御装置21と通信する通信部3cを有している。通信部3cは、交換後の照明装置10の情報を提示する提示信号を制御装置21に送信することができるように構成されていることが好ましい。
本実施形態の照明システム20では、通信部3cが提示信号を制御装置21に送信する構成で、比較的簡単に照明装置10の交換を弁別することができる。
本実施形態の照明システム20では、制御装置21は、履歴検知部21bを備えている。履歴検知部21bは、2以上の照明装置10それぞれの累積点灯時間を計時するタイマである。交換検知部21aは、履歴検知部21bが計時した累積点灯時間の長さに基づいて、2つ以上の照明装置10のうち、交換後の照明装置10と、未交換の照明装置10とを弁別することが好ましい。
本実施形態の照明システム20は、履歴検知部21bが計時した累積点灯時間の長さに基づいて、交換後の照明装置10と、未交換の照明装置10とを弁別する構成で、比較的簡単に照明装置10同士の光量ばらつきを小さくできる。
照明システム20は、交換後の第5照明装置10Eの光量を、未交換の第1照明装置10A、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dにおける光量の平均に合す構成だけに限られない。照明システム20では、未交換の照明装置10における光量の平均と一致するように、全ての照明装置10を制御してもよい。
照明システム20では、たとえば、図2Cにおいて、補正前の第1照明装置10Aの光量が82%の場合、補正後の第3照明装置10Cの光出力が80%となるように光量を小さくさせる補正を行う。照明システム20では、たとえば、補正前の第5照明装置10Eの光量が100%の場合、補正後の第5照明装置10Eの光量が80%となるように光量を小さくさせる補正を行う。照明システム20では、たとえば、補正前の第3照明装置10Cの光量が78%の場合、補正後の第3照明装置10Cの光量が80%となるように光量を大きくさせる補正を行う。照明システム20では、たとえば、補正前の第4照明装置10Dの光量が80%の場合、第4照明装置10Dに補正を行わず、80%の光量を維持させる。照明システム20では、未交換の照明装置10における平均の光量の80%と一致するように全ての照明装置10の光量を補正することで、2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきを、より小さくすることができる。
照明システム20では、未交換の照明装置10における平均の光量と一致するように、全ての照明装置10を制御する構成だけに限られない。照明システム20では、交換後の第5照明装置10Eの光量を、未交換の照明装置10のうち、最も光量の小さい第3照明装置10Cの光量と一致するように、全ての照明装置10を制御してもよい。
照明システム20では、たとえば、図2Cにおいて、補正前の第1照明装置10Aの光量が82%の場合、補正後の第3照明装置10Cの光出力が78%となるように光量を小さくさせる補正を行う。照明システム20では、たとえば、補正前の第5照明装置10Eの光量が100%の場合、補正後の第5照明装置10Eの光量が78%となるように光量を小さくさせる補正を行う。照明システム20では、たとえば、補正前の第3照明装置10Cの光量が78%の場合、第3照明装置10Cに補正を行わず、78%の光量を維持させる。照明システム20では、たとえば、補正前の第4照明装置10Dの光量が80%の場合、補正後の第4照明装置10Dの光量が78%となるように光量を小さくさせる補正を行う。照明システム20では、未交換の照明装置10における最も光量の小さい照明装置10の光量の78%と一致するように補正することで、2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきを、より小さくすることができる。
照明システム20では、未交換の照明装置10の平均の光量又は最も光量の小さい照明装置10の光量に、少なくとも1つの照明装置10の光量を一致させるように制御する場合、経過時間と共に照明装置10の電力が増加することを抑制できる。
照明システム20では、未交換の照明装置10における最も光量の小さい照明装置10の光量に、全ての照明装置10の光量を一致させる場合だけに限られない。照明システム20は、2以上の照明装置10の最大値と一致するように、未交換の第1照明装置10A、第3照明装置10C及び第4照明装置10Dにおける光量を、交換後の第5照明装置10Eの光量と一致するように制御させてもよい。
照明システム20では、2上の照明装置10それぞれに温度検知センサを備えた構成とすることもできる。照明システム20では、2以上の照明装置10の最大値と一致するように、全ての照明装置10の光量を一致するように制御する場合、温度検知センサからの指令で、LEDの温度が所定の値に達する前に、照明装置10を消灯させる機能を備えていてもよい。照明システム20では、温度検知センサからの指令で照明装置10を消灯させる機能を備えることで、照明装置10の電力の増加による損傷を抑制できる。照明システム20では、2以上の照明装置10の最大値と一致するように全ての照明装置10の光量を一致するように制御する場合、温度検知センサからの指令で、LEDの温度が所定の値に達する前に照明装置10の交換を報知する報知機能を備えていてもよい。報知機能は、たとえば、交換が必要な照明装置10の光源1aから放射させる光を点滅できるように構成されていればよい。報知機能は、たとえば、交換が必要な照明装置10の光源1aを減光できるように構成されていてもよい。報知機能は、たとえば、制御装置21のコンピュータを利用して構成することができる。
(実施形態2)
本実施形態の移動体30は、図1に示す実施形態1の照明システム20を備えた構成としている。実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を用いて適宜説明を省略する。
本実施形態の移動体30は、照明システム20と、照明システム20が搭載される本体と、を備えている。
本実施形態の移動体30は、照明システム20と、照明システム20が搭載される本体と、を備えた構成で、2つ以上の照明装置10同士の光量ばらつきが、より小さい照明システム20を備えた構成にできる。
以下では、本実施形態の移動体30として、図8に示す航空機30aについて簡単に説明する。
航空機30aは、2つ以上の照明装置10が客室30aaに設けられている。航空機30aは、たとえば、コックピットに制御装置21が備えられている。制御装置21は、客室30aaに設けられた2つ以上の照明装置10を制御できるように構成されている。
航空機30aでは、窓30e側の鉛直方向の上側に収納棚32が設けられている。収納棚32は、航空機30aの前後方向に沿って配置された長尺の荷物入れを構成している。収納棚32は、上部の天井材30cに接するように配置されている。2つ以上の照明装置10は、航空機30aにおける客室30aaの上方に設けられている。2つ以上の照明装置10は、照明装置10それぞれの長手方向に沿って、直線状に配置されている。2つ以上の照明装置10は、互いに隣接して連なるように配置されている。
2つ以上の照明装置10は、航空機30aの前後方向に沿って、客室30aa内の天井材30cを照明できるように配置されている。照明装置10は、被保持体となる航空機30aの天井材30cに、脚部4fがねじなどで固定されて取り付けられている。照明装置10は、乗客からは見えないように配置されている。
言い換えれば、航空機30aは、照明システム20が搭載される本体を構成している。移動体30は、航空機30aだけに限られず、たとえば、列車やバスなどの車両などであってもよい。
本発明は、上述の実施形態だけに限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲で、種々変更することができる。
1a 光源
1f 第1光源
1s 第2光源
2 センサ
3 制御部
3c 通信部
10 照明装置
20 照明システム
21 制御装置
21a 交換検知部
21b 履歴検知部
30 移動体

Claims (5)

  1. 2つ以上の照明装置と、該2つ以上の照明装置それぞれの駆動を制御する制御装置と、を有し、
    前記2つ以上の照明装置それぞれは、光源と、該光源の光量を検出した検出値を出力するセンサと、前記制御装置からの指令に基づいて前記光源の点灯を制御する制御部と、を備え、
    前記制御装置は、交換検知部を備えており、
    前記交換検知部は、前記2つ以上の照明装置のうち何れかの照明装置が交換されたことを検知し、前記2つ以上の照明装置のうち交換後の照明装置と未交換の照明装置とを弁別する検知結果を入手し、
    前記制御装置は、前記検知結果に対応して取得した前記検出値に応じた検出結果に基づいて、前記交換後の照明装置の光量と、前記未交換の照明装置の光量との差が所定範囲内に収まるように、前記2つ以上の照明装置のうちの少なくとも1つの照明装置を制御する照明システム。
  2. 前記光源は、第1光源と、第2光源と、を有しており、
    前記制御部は、前記センサが光量を検出する検出対象の光源である前記第1光源のみ又は前記第2光源のみに光を放射させる第1期間と、前記第1光源及び前記第2光源に光を放射させる第2期間と、の組を1周期として、複数の周期を繰り返し、該複数の周期における前記第1光源の光及び前記第2光源の光による合成光のそれぞれの光出力が同じ光出力となるように前記光源の点灯を制御し、
    前記センサは、前記第1期間における前記第1光源の光量及び前記第1期間における前記第2光源の光量を各別に検出した前記検出値を出力し、
    前記制御部は、前記第1光源及び前記第2光源の点灯を各別に制御する請求項1に記載の照明システム。
  3. 前記2つ以上の照明装置のそれぞれは、さらに、前記制御装置と通信する通信部を有しており、
    該通信部は、前記交換後の照明装置の情報を提示する提示信号を前記制御装置に送信する請求項1または請求項2に記載の照明システム。
  4. 前記制御装置は、履歴検知部を備えており、
    該履歴検知部は、前記2以上の照明装置それぞれの累積点灯時間を計時するタイマであり、
    前記交換検知部は、前記履歴検知部が計時した累積点灯時間の長さに基づいて、前記2つ以上の照明装置のうち、前記交換後の照明装置と、前記未交換の照明装置とを弁別する請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の照明システム。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の前記照明システムと、該照明システムが搭載される本体と、を備えた移動体。
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