JP2018185993A - 照明システム、及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明装置の明るさばらつきを抑制することができる照明システム、及び照明装置を提供する。【解決手段】実施形態の照明制御システム１００は、出力する直流電圧の電圧値が可変であって、予め設定した期間に所定の直流電圧を出力する直流電源装置２０と、自機に供給される直流電圧の電圧値と調光度との関係を示す調光カーブが予め設定されるとともに、直流電源装置２０に接続され、前記第一動作時間において前記直流電源装置から供給された直流電圧の電圧値を検出し、検出した前記電圧値と前記調光カーブとに基づいて第二動作時間において検出する電圧値と調光度との関係を設定する照明装置３０と備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、照明装置の明るさを制御できる照明システム、及び照明装置に関する。

近年、照明装置において、照明光源は白熱電球や蛍光灯から省エネルギー、長寿命光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）への置き換えが進んでいる。このＬＥＤを用いたＬＥＤ光源を点灯・調光するために供給された交流電圧を所望の直流電圧に変換することで光出力を制御する方式がある（特許文献１参照）。このような方式で位相調光を行う場合、位相調光器の位相角検出やＡＣを平滑することによる平均電圧検出等を行うが、ちらつきを防止するため検出の平均化を行うと調光やオンオフの応答性が悪化する。

そこで、照明装置に直流電圧を供給し、照明装置で測定した電圧値に基づいて調光制御を行う照明システムが提案されている（特許文献２参照）。しかし、この直流電圧により調光する方式では、照明装置の製造ばらつきや、直流供給配線の長さにより照明装置が検出する電圧にばらつきが発生するため、複数台の照明装置を設置した場合に各々で明るさにばらつきが生じる。

特開２００９−１５８１１３号公報 特開２０１７−０５９４２６号公報

本発明が解決しようとする課題は、照明装置の明るさばらつきを抑制することができる照明システム、及び照明装置を提供する。

実施形態の照明システムは、出力する電圧が可変可能な直流電源装置と、直流電源装置に接続され、自機に供給される電圧に応じた調光カーブが予め設定された照明装置を備える。照明装置は、直流電源装置から供給された電圧を検出し、検出した電圧を調光カーブの基準値とする。

本発明によれば、照明装置の明るさばらつきを抑制できることが期待できる。

実施形態を示す照明システムの概略ブロック図である。 実施形態の照明装置に予め設定された調光カーブを示す図である。 実施形態の照明装置の検出電圧と時間の関係を示す図である。 実施形態の照明装置が検出した電圧を調光度０％時の基準値とした調光カーブ図である。 実施形態の照明装置が検出した電圧を調光度０％時の基準値とする流れを示すシーケンス図である。 実施形態の照明装置の検出電圧と時間の関係を示す図である。 実施形態の照明装置が検出した電圧を調光度０％時と１００％時の基準値とした調光カーブ図である。 実施形態の照明装置が検出した電圧を調光度０％時と１００％時の基準値とする流れを示すシーケンス図である。

以下、実施形態の構成を、図面を参照して説明する。

本実施形態の照明システム１００は、図１に示すように、出力電圧制御部１０と、直流電源装置２０と、照明装置３０(３０a、３０ｂ、３０ｃ)から構成される。

出力電圧制御部１０は、直流電源装置２０に接続されており、外部から受信した調光信号に基づいた出力電圧信号を直流電源装置２０に送信する。すなわち、出力電圧制御部１０は調光信号を所望の出力電圧信号に変換する機能を有する。

直流電源装置２０は、外部から供給される交流電圧から直流電圧を生成する電源であり、出力制御部１０から受信した出力電圧信号に応じて直流電圧を照明装置３０に供給する。つまり、照明システム１００は外部から受信した調光信号に対応する直流電圧を照明装置３０に供給する。

照明装置３０は、例えば光源部３１にＬＥＤ発光素子を搭載したＬＥＤ照明装置であり、自機に供給される直流電圧の電圧値と調光度との関係を示す調光カーブが予め設定される記憶部３２を有する。また、この照明装置３０は、調光機能を有しており直流電源装置２０から供給された直流電圧の電圧値を検出し、検出した電圧値に対応した調光度で光源部３１を点灯制御する制御部３３を有する。つまり、照明装置３０に供給される直流電圧は調光度を決定するための調光信号であるとともに光源部を点灯させるための電源となる。そして、制御部３３は、第一動作時間において供給された直流電圧の電圧値を検出し、検出した電圧値と調光カーブとに基づいて第二動作時間において検出する電圧値と調光度との関係を設定し、光源部３１を点消灯制御する。調光カーブは、図２に示すように、照明装置３０が検出した電圧値と調光度との関係を示すものであり、調光度とは、調光時の光出力の全点灯時の光出力に対する比をいう。例えば、調光度１００％は全点灯に、調光度０％は消灯時の光出力に対応する。

実施形態では図２に示すように、例えば照明装置３０は電圧が４０Ｖの時は調光度が０％であり、電圧が８０Ｖの時に調光度が１００％となる調光カーブが予め記憶部に設定されている。そのため、直流電源装置２０から供給され、照明装置３０が検出した電圧が８０Ｖの場合１００％の光出力で点灯し、４０Ｖ以下の場合には消灯する。照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃはそれぞれ記憶部に同じ調光カーブが設定されている。なお、図２では検出電圧値と調光度との関係である調光カーブを１次式で示しているが、調光カーブは検出電圧値と調光度との任意の関数で定義してもよい。

ここで、直流電源装置２０が出力する電圧値が同じであっても各照明装置３０が検出する電圧は必ずしも一致しないことがある。これは、直流電源装置２０と照明装置３０とを接続する電源線の長さが異なることに起因する場合と照明装置３０の検出回路内部品の特性のばらつきに起因する場合とがある。

このため、直流電源装置２０は出力電圧制御部１０に入力された調光信号に対応する直流電圧を出力するが、各照明装置３０で同じ調光カーブが設定されているにもかかわらず、検出電圧値が異なる場合には調光度も異なるため照明装置３０間で明るさにばらつきが生じることになる。

そこで、本実施形態の照明システム１００では、直流電源装置２０は、予め設定した期間に所定の直流電圧を出力する。所定の期間とは、例えば自機へ電源供給がされた後に最初に照明装置３０へ電源供給するときから所定の時間であってもよいし、照明装置３０が点灯しない直流電圧を供給している状態から点灯を開始する直流電圧を供給するときから所定の時間であってもよい。この第一動作時間に予め設定した一方、照明装置３０は、直流電源装置２０が予め設定した期間に出力した直流電圧の電圧値を第一動作時間で検出する。第一動作時間は、例えば最初に直流電源装置２０からの電圧供給が開始された後から所定の時間としてもよいし、点灯しない直流電圧が供給されている状態から点灯する直流電圧が供給された状態に変化してから所定の時間を第一動作時間としてもよい。いずれにしても、照明装置３０の第一動作時間は、直流電源装置２０が所定の直流電圧を出力する予め設定した期間に応じて設定され、第一動作時間と予め設定した期間とは一致していてもよいし、少なくとも一定時間が一致していればよい。なお、照明装置３０は第一動作時間においては検出される電圧値に関わらず点灯しない。そして、照明装置３０は、この第一動作時間内に検出された電圧値と予め設定された調光カーブとに基づいて、第二動作時間において検出する電圧値と調光度との関係を設定する。第二動作時間とは第一動作時間以外であって、供給される電圧値に基づいて点消灯制御される時間をいう。

検出された電圧値と調光カーブとに基づいて第二動作時間において検出する電圧値と調光度との関係を設定するとは、直流電源装置２０から出力された直流電圧が供給される各照明装置３０において、検出する電圧値を基準にして各照明装置３０間における調光度のばらつきを軽減するように検出電圧に対する調光度を補正することをいい、その態様としては、例えば検出した電圧値に基づいて調光カーブを補正する方法と、検出した電圧値が予め設定された調光カーブの所定の調光度のときの電圧値となるように検出電圧を補正する方法がある。

次に、照明装置３０が検出した電圧値と調光カーブとに基づいて第二動作時間において検出する電圧値と調光度との関係を設定する方法を説明する。

例えば、照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃが第一動作時間内に４０Ｖを検出し調光カーブの基準値とする流れを図３および図４を用いて説明する。

図３は直流電源装置２０が出力する直流電圧と時間の関係を示し、図４は照明装置３０に設定された検出電圧値と調光度との関係である調光カーブを示す。

まず、出力電圧制御部１０および直流電源装置２０が起動すると直流電源装置２０から所定時間照明装置３０の調光度０％に相当する所定の直流電圧を出力するように設定されている。一方、照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃは、電圧供給が開始されると第一動作時間を計時するとともに第一動作時間内に供給される電圧が調光度０％時の電圧として設定するように設定されている。

図３に示すように、照明システム１００の起動時に直流電源装置２０から照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃに所定時間調光度０％に相当する直流電圧として４０Ｖが供給される。図４に示すように、所定の時間内に照明装置３０aが検出した電圧が４０Ｖであった場合、予め設定した調光カーブを変更しない。一方、照明装置３０bが検出した電圧が３９Ｖだった場合、検出した３９Ｖを調光度０％時の基準値として、予め設定されていた調光カーブの調光度０％時の電圧値を４０Ｖから３９Ｖにする。また、照明装置３０ｃが検出した電圧が４１Ｖだった場合、同様に予め設定していた調光カーブの調光度０％時の電圧値を４１Ｖにする。図４では、調光度１００％時の電圧値は変更せず、変更後の調光度０％時の電圧値と調光度１００％時の電圧値とに基づいて、調光度と電圧値との関係全体を補正する。このように、第一動作時間に検出した電圧に基づいて、予め設定した検出電圧に対する調光度を補正、つまり調光カーブを補正する。なお、調光カーブの補正はこの方法に限らず、調光度０％時の電圧値のずれを全調光度において適用するように調光カーブ全体を傾きを維持したまま上下にずらすように補正してもよいし、図４に示したように調光度に応じて補正の幅を変更してもよい。つまり、図４の場合には調光度１００％時の補正を０としたものであるがこれに限定されず種々の補正を適用することができる。

そして、第一動作時間後は、第二動作時間として照明装置３０は補正した調光カーブを使用して検出した電圧に対応して点灯する。

これにより、照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃの調光カーブが照明装置毎に補正されるため点灯開始時のばらつきを抑制することができる。そのため、各照明装置３０の明るさばらつきが抑制できる。

また、照明装置３０は第一動作時間内に検出する電圧値が所定の範囲を超える場合、例えば±１０％の範囲を超える場合は、検出した電圧に関わらず予め設定された調光カーブを補正せずに使用する。これにより、照明装置３０が第一動作時間内に電圧値の検出又は調光カーブの補正に失敗した場合でも、照明装置としての機能を有することができる。

次に図５に示すように、検出した電圧値を調光度０％時の基準値とする流れを説明する。

図５に示すように、出力電圧制御部１０及び直流電源装置２０が起動すると出力電圧制御部１０から直流電源装置２０へ４０Ｖ出力信号が送信される(ステップ１)。出力信号を受信した直流電源装置２０は照明装置３０へ４０Ｖ供給する(ステップ２)。照明装置３０は点灯せずに直流電源装置２０から供給された電圧を検出する（ステップ３）。照明装置３０は、検出した電圧値と予め設定されていた調光カーブの調光度０％時の電圧値を比較し、同じ電圧値であれば調光カーブを変更せず、異なる電圧値であれば検出した電圧値を調光カーブの調光度０％時の基準電圧値として調光カーブを補正する(ステップ４)。そして、補正した調光カーブを用いて直流電源装置２０から供給される電圧に対応した調光度で点灯する。図５ではステップ１からステップ４までが第一動作時間内に行われ、ステップ５は第二動作時間に行われる。

このように、照明装置３０a、３０b、３０ｃは検出した電圧値に基づいて調光カーブを補正することにより、照明装置毎に検出電圧に対する調光度が調整されるため明るさばらつきが抑制できる。

なお、直流電源装置２０が調光度０％に対応する直流電圧を出力し、照明装置３０はこのときに検出する電圧値を調光カーブの調光度０％時の基準電圧値として調光カーブを補正するため、特に使用者が違和感を感じやすい調光下限付近における調光度のばらつきを軽減することができる。

また、直流電源装置２０が第一動作時間に出力する電圧および基準電圧値として設定する調光度は任意の値を用いて行ってもよい。

次に、第一動作時間内に調光度０％と調光度１００％の異なる２種類の電圧を供給して、検出した電圧を調光カーブの基準値とする動作を説明する。

例えば、直流電源装置２０が第一動作時間内に４０Ｖと８０Ｖの直流電圧を供給し、照明装置３０a、３０b、３０cが検出した電圧値を調光カーブの基準値とする流れを図６および図７を用いて説明する。

ここで、照明システム１００の起動時の第一動作時間内に直流電源装置２０から照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃに所定の時間４０Ｖの直流電圧を供給し、その後８０Ｖの直流電圧を供給するように出力電圧制御部１０が設定されている。一方、照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃは、第一動作時間内の所定の時間検出される電圧値が調光度０％時の電圧値であり、その後所定の時間検出される電圧値が調光度１００％時の電圧値として設定するように構成されている。

図６に示すように、照明システム１００の起動時に直流電源装置２０から照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃに所定の時間４０Ｖの直流電圧が供給される。図７に示すように、照明装置３０aが検出した電圧値が４０Ｖであった場合、調光カーブは変更しない。一方、照明装置３０bが検出した電圧値が３９Ｖだった場合、検出した３９Ｖを調光度０％時の基準値電圧として、予め設定されていた調光カーブの調光度０％時の電圧値を３９Ｖとする。また、照明装置３０ｃが検出した電圧値が４１Ｖだった場合、同様に予め設定されていた調光カーブの調光度０％時の電圧値を４１Ｖとする。

次に、直流電源装置２０から照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃに所定の時間８０Ｖの直流電圧が供給される。このとき、照明装置３０aが検出した電圧値が８０Ｖであった場合、調光カーブは変更しない。一方、照明装置３０bが検出した電圧が７９Ｖだった場合、検出した７９Ｖを調光度１００％時の基準値電圧として、調光カーブの調光度１００％時の電圧値を７９Ｖとする。また、照明装置３０ｃが検出した電圧値が８１Ｖだった場合、同様に調光カーブの調光度１００％時の電圧値を８１Ｖとする。そして、図６に示すように、調光カーブの形は維持したまま、調光カーブの調光度０％のときの電圧値と調光度１００％のときの電圧値とを、それぞれ調光度０％時の検出電圧と調光度１００％時の検出電圧とに一致するように調光カーブを補正する。

そして、第一動作時間後は、第二動作時間として照明装置３０は補正した調光カーブを使用して直流電源装置２０から供給される電圧に対応して点灯する。

このように、第一動作時間内で異なる２種類の電圧を検出し、検出した電圧値に基づいて調光カーブを補正することで、各照明装置３０a、３０ｂ、３０ｃの調光カーブの補正精度が向上し、各照明装置の明るさばらつきが抑制される。また、電圧の検出を第一動作期間内に消灯させて行うことにより、起動時に調光度１００％の光出力を出さないため、使用者に不快感を与えずに検出できる。さらに、検出電圧に対する調光度の補正を行うときに点灯に伴う電力消費を抑制し照明システム１００で省エネルギー化を実現することができる。

次に図８に示すように、検出した電圧値を調光度０％時と１００％時の基準値とする流れを説明する。ここでステップ１からステップ４は図５と同じ動作を行い調光度０％時の電圧値を基準電圧値として設定する。次に、出力電圧制御部１０から直流電源装置２０へ８０Ｖ出力信号が送信される(ステップ５)。出力信号を受信した直流電源装置２０は照明装置３０へ８０Ｖの直流電圧を出力する(ステップ６)。照明装置３０は消灯したまま直流電源装置２０から供給された電圧を検出する（ステップ７）。検出した電圧値とステップ４の調光カーブの調光度１００％時の電圧値を比較し、同じ電圧値であれば調光カーブを変更せず、異なる電圧値であれば検出した電圧値を調光度１００％時の電圧値とする(ステップ８)。そして、調光度０％時と１００％時の基準電圧値を設定した調光カーブを用いて直流電源装置２０から供給される電圧に対応した調光度で点灯する(ステップ９)。図８ではステップ１からステップ８までが第一動作時間内に行われ、ステップ９は第二動作時間に行われる。

以上のように、照明装置３０は起動時に検出した電圧を予め設定された調光カーブの基準値とすることにより、電源線の長さによる電圧降下のばらつきや各照明装置３０が製造ばらつきなどにより検出電圧が異なる場合でも明るさのばらつきを抑制することができる。

本実施形態では、第一動作時間内に照明装置３０が検出した電圧が、調光カーブの基準値となるように調光度を補正したがこれに限るものでは無く、検出した電圧値を補正して予め設定された調光カーブの基準値としてもよい。例えば、照明装置３０ｂが検出した電圧が３９Ｖであった場合、検出電圧が４０Ｖとなるように検出電圧を補正することにより補正された電圧を基準値として予め設定された調光カーブをそのまま使用してもよい。

また、本実施形態では照明装置３０が４０Ｖと８０Ｖを検出する例を示したが、もちろんこれに限るものでは無い。この検出電圧値は任意の電圧値で良いが照明装置３０の調光度０％と１００％時の電圧を検出することが好ましい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ 照明システム
１０ 出力電圧制御部
２０ 直流電源装置
３０ 照明装置

Claims (5)

1. 出力する直流電圧の電圧値が可変であって、予め設定した期間に所定の直流電圧を出力する直流電源装置と；
   自機に供給される直流電圧の電圧値と調光度との関係を示す調光カーブが予め設定されるとともに、前記直流電源装置に接続され、第一動作時間において前記直流電源装置から供給された所定の直流電圧の電圧値を検出し、検出した前記電圧値と前記調光カーブとに基づいて第二動作時間において検出する電圧値と調光度との関係を設定する照明装置と；
   を具備したことを特徴とする照明システム。
2. 前記照明装置は、第一動作時間は供給される電圧値にかかわらず点灯しないことを特徴とする請求項１記載の照明システム。
3. 前記直流電源装置は、前記所定の直流電圧として前記第一動作時間内に異なる２つ以上の電圧値の直流電圧を出力し、前記照明装置は、前記第一動作時間内に異なる２つ以上の電圧値を検出し、前記検出した異なる２つ以上の電圧値と前記調光カーブとに基づいて第二動作時間において検出した電圧値と調光度との関係を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の照明システム。
4. 前記照明装置は、前記第一動作時間内に検出した電圧値が所定の範囲を超える場合は、前記予め設定された調光カーブに基づいて点消灯することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の照明システム。
5. 光源部と；
   自機に供給される直流電圧の電圧値と調光度との関係を示す調光カーブが予め設定される記憶部と；
   第一動作時間において供給された直流電圧の電圧値を検出し、検出した前記電圧値と前記調光カーブとに基づいて第二動作時間において検出する電圧値と調光度との関係を設定し、前記光源を点消灯制御する制御部と；
   を具備したことを特徴とする照明装置。
   

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