JP2019204649A - 照明制御システム、照明制御装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整可能とする。【解決手段】制御部２２は、交流電源１０から出力される交流電圧の一周期における第１半周期内の第１期間Ｔ１に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。制御部２２は、一周期における第２半周期内の第２期間Ｔ２に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。制御部２２は、第１期間Ｔ１を入力部２３で受け付ける光量指示値に対応させるように切替え部２１を制御する。制御部２２は、第２期間Ｔ２を入力部２３で受け付ける光色指示値に対応させるように切替え部２１を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、照明制御システム、照明制御装置及び照明装置に関する。より詳細には、本発明は、照明光の強さ（光量）と色（光色）を調整する照明制御システム、当該照明制御システムを構成する照明制御装置及び照明装置に関する。

従来例として、特許文献１記載の調光装置（照明制御装置）を例示する。特許文献１記載の調光装置（以下、従来例という。）は、交流電源から入力される交流電圧を位相制御し、位相制御における制御遅れ角によって、ＬＥＤ点灯装置に調光比を指示する。一方、ＬＥＤ点灯装置は、調光装置を介して交流電源から供給される交流電力によってＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯させ、かつ、調光装置から指示される調光比に応じてＬＥＤを調光する。

特開２００６−２３６７０９号公報

ところで、光色の異なる複数種類のＬＥＤの光量を調整することで照明光の光色を調整（調色）することができる。しかしながら、特許文献１記載の従来例のような位相制御方式では、調光装置からＬＥＤ点灯装置に対して、光量の指示値と光色の指示値の二種類の指示値を個別に与えることが困難であった。

本発明の目的は、位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整可能な照明制御システム、照明制御装置及び照明装置を提供することである。

本発明の一態様に係る照明制御システムは、一つ以上の照明装置と、照明制御装置とを有する。前記一つ以上の照明装置は、交流電源から供給される交流電力で光源を点灯させ、かつ、前記光源から放射される照明光の光量と光色を個別に変化させる。前記照明制御装置は、前記一つ以上の照明装置と電気的に直列接続され、かつ、前記一つ以上の照明装置に対して前記光量を決める光量指示値及び前記光色を決める光色指示値を与える。前記照明制御装置は、前記交流電源の一方の出力端と電気的に接続される第１端子と、前記一つ以上の照明装置を介して前記交流電源の他方の出力端と電気的に接続される第２端子とを備える。前記照明制御装置は、前記第１端子と前記第２端子の導通・遮断を切り替える切替え部と、前記切替え部を制御する制御部と、前記光量指示値及び前記光色指示値の入力を受け付ける入力部とを備える。前記制御部は、前記交流電源から出力される交流電圧の一周期における第１半周期内の第１期間に前記第１端子と前記第２端子を導通させるように前記切替え部を制御する。前記制御部は、前記第１半周期内の前記第１期間を除く期間に前記第１端子と前記第２端子を遮断するように前記切替え部を制御する。さらに、前記制御部は、前記一周期における第２半周期内の第２期間に前記第１端子と前記第２端子を導通させるように前記切替え部を制御する。前記制御部は、前記第２半周期内の前記第２期間を除く期間に前記第１端子と前記第２端子を遮断するように前記切替え部を制御する。前記制御部は、前記第１期間を前記入力部で受け付ける前記光量指示値に対応させるように前記切替え部を制御し、かつ、前記第２期間を前記入力部で受け付ける前記光色指示値に対応させるように前記切替え部を制御する。

本発明の一態様に係る照明制御装置は、前記照明制御システムに含まれる。

本発明の一態様に係る照明装置は、前記照明制御システムに含まれる。

本発明の照明制御システム、照明制御装置及び照明装置は、位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整することができるという効果がある。

図１は、本発明の実施形態に係る照明制御システムのシステム構成図である。 図２Ａは、本発明の実施形態に係る照明装置の斜視図である。図２Ｂは、本発明の別の実施形態に係る照明装置の側面図である。 図３は、同上の照明制御システムの動作を説明するための波形図である。 図４は、同上の照明制御システムの変形例１の動作を説明するための波形図である。 図５は、同上の照明制御システムの変形例２のブロック図である。 図６は、同上の照明制御システムの変形例３のブロック図である。

本発明の実施形態に係る照明制御システム、照明制御装置及び照明装置について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態の照明制御システム１は、図１に示すように、１台の照明制御装置２と、１台の照明装置３とを有する。照明装置３は、交流電源１０から供給される交流電力で光源３１を点灯させ、かつ、光源３１から放射される照明光の光量と光色を個別に変化させるように構成される。照明制御装置２は、交流電源１０に対して照明装置３と電気的に直列接続される。照明制御装置２は、照明装置３に対して、照明光の光量を指示する光量指示値及び光色を指示する光色指示値を与える。本実施形態の照明制御システム１において、照明制御装置２と電気的に接続される照明装置３は１台に限定されない。ただし、２台目以降の照明装置３は、１台目の照明装置３と電気的に並列接続される。つまり、複数台の照明装置３の各々が、照明制御装置２と電気的に直列接続される。なお、本実施形態における交流電源１０は、一般の家庭や商業施設のテナントなどに配電される、１００Ｖ／２００Ｖの単相３線式の低圧電源である。

まず、本実施形態の照明装置３について、図１及び図２を参照して説明する。照明装置３は、図１に示すように、第１負荷端子３０１及び第２負荷端子３０２と、光源３１と、点灯回路３２と、制御回路３３と、分離回路３４と、電源回路３５とを備える。

第１負荷端子３０１及び第２負荷端子３０２は、屋内配線用の電線によって交流電源１０と電気的に接続される。なお、第１負荷端子３０１及び第２負荷端子３０２は、いわゆるねじなし端子（速結端子とも呼ばれる。）であってもよいし、ねじ端子であってもよい。また、第２負荷端子３０２は、交流電源１０の中性線（接地側電線）と直接接続されることが好ましい。一方、第１負荷端子３０１は、照明制御装置２を介して交流電源１０の電圧線（非接地側電線）と電気的に接続されることが好ましい。

第１負荷端子３０１と第２負荷端子３０２の間に分離回路３４が電気的に接続される。分離回路３４は、第１負荷端子３０１と第２負荷端子３０２に印加される交流電圧（以下、負荷電圧Ｖ０と呼ぶ。）を３種類の電圧（第１負荷電圧、第２負荷電圧、第３負荷電圧）に分離する。第１負荷電圧Ｖ１は、負荷電圧Ｖ０に等しい。第２負荷電圧Ｖ２は、負荷電圧Ｖ０の正の半周期（第２負荷端子３０２の電位よりも第１負荷端子３０１の電位が高くなる半周期。以下、同じ。）の電圧である。第３負荷電圧Ｖ３は、負荷電圧Ｖ０の負の半周期（第２負荷端子３０２の電位が第１負荷端子３０１の電位よりも高くなる半周期。以下、同じ。）の電圧である。ただし、分離回路３４から出力される第２負荷電圧Ｖ２及び第３負荷電圧Ｖ３の極性は、いずれも正である。このような分離回路３４は、例えば、ダイオードのような整流素子によって実現可能である。

電源回路３５は、分離回路３４から出力される第１負荷電圧Ｖ１から制御電源電圧を生成する。電源回路３５は、例えば、降圧チョッパ回路のようなスイッチング電源回路を有し、１２Ｖ〜１７Ｖ程度の直流電圧を生成することが好ましい。そして、電源回路３５で生成される直流電圧が、制御電源電圧として制御回路３３などに供給される。

光源３１は、光色（光源色）の異なる複数種類の発光素子を有する。例えば、光源３１は、電球色のＬＥＤと昼光色のＬＥＤを有することが好ましい。あるいは、光源３１は、赤色のＬＥＤと、緑色のＬＥＤと、青色のＬＥＤとを有してもよい。ただし、発光素子はＬＥＤに限定されず、有機エレクトロルミネッセンス素子や白熱電球などでも構わない。また、発光素子の種類は４種類以上であってもかまわない。なお、以下の説明においては、電球色（相関色温度：２６００〜３２５０Ｋ）のＬＥＤと昼光色（相関色温度：５７００〜７１００Ｋ）のＬＥＤの２種類のＬＥＤを有する光源３１を例示する。

点灯回路３２は、負荷電圧Ｖ０から直流電圧を生成し、生成した直流電圧を光源３１に供給して光源３１を点灯させる。点灯回路３２は、２種類のＬＥＤに一対一に対応するように二つのスイッチング電源回路（不図示）を有する。二つのスイッチング電源回路の各々は、例えば、バックコンバータを有している。一つのスイッチング電源回路は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によって電球色のＬＥＤに供給する直流電流を増減するように構成されている。もう一つのスイッチング電源回路は、同じくＰＷＭ制御によって昼光色のＬＥＤに供給する直流電流を増減するように構成されている。

制御回路３３は、第１判定部３３１、第２判定部３３２及び点灯制御部３３３を備える。第１判定部３３１は、分離回路３４から出力される第２負荷電圧Ｖ２をしきい値電圧（数百ｍＶ〜数Ｖ）と比較する。第２判定部３３２は、分離回路３４から出力される第３負荷電圧Ｖ３をしきい値電圧（数百ｍＶ〜数Ｖ）と比較する。ただし、第２負荷電圧Ｖ２と比較されるしきい値電圧と第３負荷電圧Ｖ３と比較されるしきい値電圧は等しい。第１判定部３３１は、第２負荷電圧Ｖ２がしきい値電圧を超えている期間（第１期間Ｔ１）に出力電圧をハイレベルに維持し、第２負荷電圧Ｖ２がしきい値電圧以下の期間には出力電圧をローレベルに維持する。第２判定部３３２は、第３負荷電圧Ｖ３がしきい値電圧を超えている期間（第２期間Ｔ２）に出力電圧をハイレベルに維持し、第３負荷電圧Ｖ３がしきい値電圧以下の期間には出力電圧をローレベルに維持する。すなわち、第１判定部３３１は、第２負荷電圧Ｖ２の第１期間Ｔ１の長さ（時間長）を判定（検出）している。第２判定部３３２は、第３負荷電圧Ｖ３の第２期間Ｔ２の長さ（時間長）を判定（検出）している。

点灯制御部３３３は、記憶部（不図示）に記憶している対応表を参照し、第１判定部３３１で判定（検出）された第１期間Ｔ１（の長さ）に対応した光量指示値を取得する。また、点灯制御部３３３は、前記対応表を参照し、第２期間Ｔ２（の長さ）に対応した光色指示値を取得する。

光色指示値は、光源３１が有する２種類のＬＥＤ（電球色のＬＥＤと昼光色のＬＥＤ）のそれぞれの光量の割合を示している。例えば、光色指示値が０（ゼロ）のときは電球色のＬＥＤの光量を０（消灯）とし、昼光色のＬＥＤの光量を１００（定格値）とする。また、光色指示値が１００のときは電球色のＬＥＤの光量を１００（定格値）とし、昼光色のＬＥＤの光量を０（消灯）とする。さらに、光色指示値が５０のときは電球色のＬＥＤの光量を５０（定格値の半分）とし、昼光色のＬＥＤの光量を５０（定格値の半分）とする。

光量指示値は、光源３１から放射される光（照明光）の光量（電球色のＬＥＤの光量と昼光色のＬＥＤの光量の合計の光量）を示している。例えば、光量指示値が０のときは電球色のＬＥＤの光量と昼光色のＬＥＤの光量を双方とも０（消灯）とする。また、光量指示値が１００のときは電球色のＬＥＤの光量と昼光色のＬＥＤの光量の合計を１００とする。

点灯制御部３３３は、光量指示値と光色指示値に基づいて、２種類のＬＥＤのそれぞれの光量を決定する。そして、点灯制御部３３３は、決定した各々の光量で２種類のＬＥＤをそれぞれ点灯させるように、点灯回路３２の二つのスイッチング電源回路を個別にＰＷＭ制御する。例えば、照明光の光色を変えずに照明光の光量のみを変更する（調光する）場合、点灯制御部３３３は、２種類のＬＥＤの光量の割合を一定に保ったままで２種類のＬＥＤの光量の合計の光量を調整する。また、照明光の光量を変えずに照明光の光色のみを変更する（調色する）場合、点灯制御部３３３は、２種類のＬＥＤの光量の合計の光量を一定に保ったままで２種類のＬＥＤの光量の割合を調整する。

なお、第１判定部３３１、第２判定部３３２、点灯制御部３３３及び記憶部（不図示）を備える制御回路は、マイクロコントローラ等のハードウェアと、マイクロコントローラで実行されるソフトウェアとで実現されることが好ましい。

ところで、本実施形態の照明装置３は、例えば、図２Ａに示すようなダウンライト形の照明器具であってもよい。図２Ａに示す照明装置３（３Ａ）は、天井材に設けられた埋め込み穴に埋め込まれる灯具４０と、天井裏に設置される電源装置４１とを有する。灯具４０は、光源３１と、光源３１を保持する本体４００と、光源３１を囲む枠体４０１と、本体４００及び枠体４０１を天井材に取り付ける３本の取付ばね４０２とを有する。電源装置４１は、点灯回路３２、制御回路３３、分離回路３４及び電源回路３５と、直方体状に形成されて点灯回路３２、制御回路３３、分離回路３４及び電源回路３５を内部に収容する筐体４１０とを有する。電源装置４１は、灯具４０の光源３１と点灯回路３２を電気的に接続するための電源ケーブル４１１を更に有する。

また、本実施形態の照明装置３は、図２Ｂに示すような電球形のＬＥＤランプであってもよい。図２Ｂに示す照明装置３（３Ｂ）は、円錐台形状のランプ本体４２と、ランプ本体４２の大径の底面に取り付けられたカバー４３と、ランプ本体４２の小径の底面に設けられた口金４４とを有する。ランプ本体４２の内部に、光源３１、点灯回路３２、制御回路３３、分離回路３４及び電源回路３５が収容されている。光源３１は、ランプ本体４２の大径の底面からランプ本体４２の外に露出するように配置されている。カバー４３は、ガラス又は透光性を有する合成樹脂によって球状に形成されている。カバー４３は、光源３１を覆うようにランプ本体４２に取り付けられている。光源３１から放射される照明光は、カバー４３を通過する際に拡散されて照明空間に照射される。なお、第１負荷端子３０１及び第２負荷端子３０２が口金４４と電気的に接続されている。照明装置３（３Ｂ）は、例えば、白熱電球用の照明器具が有するソケットに口金４４が装着されることで当該照明器具に取り付けられる。

次に、本実施形態の照明制御装置２を説明する。照明制御装置２は、図１に示すように、第１端子２０１、第２端子２０２及び第３端子２０３を含む端子群と、切替え部２１と、制御部２２と、入力部２３と、制御電源部２４とを備える。

前記端子群は、ねじなし端子であってもよいし、ねじ端子であってもよい。第１端子２０１は、交流電源１０の電圧線と電気的に接続されることが好ましい。第３端子２０３は、交流電源１０の中性線と直接接続されることが好ましい。第２端子２０２は、照明装置３の第１負荷端子３０１と電気的に接続されることが好ましい。

制御電源部２４は、第１端子２０１と第３端子２０３から入力される交流電圧から制御電源電圧を生成する。制御電源部２４は、例えば、降圧チョッパ回路のようなスイッチング電源回路を有し、１２Ｖ〜１７Ｖ程度の直流電圧を生成することが好ましい。制御電源部２４で生成される直流電圧が、制御電源電圧として切替え部２１、制御部２２及び入力部２３などに供給される。

切替え部２１は、二つの半導体スイッチング素子（第１スイッチング素子２１１、第２スイッチング素子２１２）と、各半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路（第１駆動回路２１３、第２駆動回路２１４）とを有する。第１スイッチング素子２１１及び第２スイッチング素子２１２の各々は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）で構成されている。なお、図１において、第１スイッチング素子２１１及び第２スイッチング素子２１２の各々のソース・ドレイン間に接続されているダイオードは、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードである。ただし、第１スイッチング素子２１１及び第２スイッチング素子２１２の少なくともいずれか一方は、ＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチング素子とダイオードとで構成されてもよい。半導体スイッチング素子としては、バイポーラトランジスタ又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などが好適である。

第１スイッチング素子２１１と第２スイッチング素子２１２は、第１端子２０１と第２端子２０２の間において、いわゆる逆直列に接続されている。つまり、第１スイッチング素子２１１のソースと第２スイッチング素子２１２のソースが、グランドに電気的に接続されている。第１スイッチング素子２１１のドレインは、第１端子２０１と電気的に接続される。第２スイッチング素子２１２のドレインは、第２端子２０２と電気的に接続される。なお、グランドは、照明制御装置２の各部（切替え部２１、制御部２２、入力部２３及び制御電源部２４）にとって基準電位となる。

第１駆動回路２１３は、第１スイッチング素子２１１のゲート・ソース（グランド）間に駆動電圧を印加することで第１スイッチング素子２１１をオンする。同じく、第２駆動回路２１４は、第２スイッチング素子２１２のゲート・ソース（グランド）間に駆動電圧を印加することで第２スイッチング素子２１２をオンする。

第１駆動回路２１３は、第１端子２０１の電位が第２端子２０２の電位よりも高いときに第１スイッチング素子２１１をオンする。第１スイッチング素子２１１がオンすると、第１端子２０１から第１スイッチング素子２１１のドレイン、第１スイッチング素子２１１のソース、第２スイッチング素子２１２の寄生ダイオードを経て第２端子２０２に至る電流経路が形成される。

第２駆動回路２１４は、第２端子２０２の電位が第１端子２０１の電位よりも高いときに第２スイッチング素子２１２をオンする。第２スイッチング素子２１２がオンすると、第２端子２０２から第２スイッチング素子２１２のドレイン、第２スイッチング素子２１２のソース、第１スイッチング素子２１１の寄生ダイオードを経て第１端子２０１に至る電流経路が形成される。なお、第１駆動回路２１３及び第２駆動回路２１４の双方が駆動電圧を印加しなければ、第１スイッチング素子２１１及び第２スイッチング素子２１２がオフ状態に維持されて第１端子２０１と第２端子２０２が非導通状態となる。

入力部２３は、例えば、ロータリ形又はリニア形の可変抵抗器（又はポテンショメータ）を有することが好ましい。ただし、入力部２３は、光量指示値用の可変抵抗器と光色指示値用の可変抵抗器の二つの可変抵抗器を有している。入力部２３は、二つの可変抵抗器を一つずつ含む二つの分圧回路によって、制御電源電圧のような定電圧をそれぞれ分圧した二つの電圧（光量指示値を示す第１指示値電圧と光色指示値を示す第２指示値電圧）を制御部２２に出力する。

制御部２２は、マイクロコントローラ等のハードウェアと、マイクロコントローラで実行されるソフトウェアとで実現されることが好ましい。制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１のゼロクロス及び極性を検出している。ただし、第１負荷電圧Ｖ１の極性は、第３端子２０３の電位よりも第１端子２０１の電位が高いときを正とし、第３端子２０３の電位よりも第１端子２０１の電位が低いときを負とする。

制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の正の半周期（第１半周期と呼ぶ。）内の第１期間Ｔ１に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。具体的には、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の極性が正の期間（第１負荷電圧Ｖ１の第１半周期Ｔ０１）において、第１半周期Ｔ０１の始期（ゼロクロス）に同期して第１駆動回路２１３に駆動電圧を出力させて第１スイッチング素子２１１をオンさせる。さらに、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の第１半周期Ｔ０１において、第１指示値電圧に対応したタイミングで第１駆動回路２１３に駆動電圧の出力を停止させて第１スイッチング素子２１１をオフさせる（図３参照）。

また、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の負の半周期（第２半周期と呼ぶ。）内の第２期間Ｔ２に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。具体的には、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の極性が負の期間（第１負荷電圧Ｖ１の第２半周期Ｔ０２）において、第２半周期Ｔ０２の始期（ゼロクロス）に同期して第２駆動回路２１４に駆動電圧を出力させて第２スイッチング素子２１２をオンさせる。さらに、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の第２半周期Ｔ０２において、第２指示値電圧に対応したタイミングで第２駆動回路２１４に駆動電圧の出力を停止させて第２スイッチング素子２１２をオフさせる（図３参照）。

つまり、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の一周期Ｔ０のうちの第１半周期Ｔ０１における導通期間（第１期間Ｔ１）によって光量指示値を照明装置３に与える。同様に、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の一周期Ｔ０のうちの第２半周期Ｔ０２における導通期間（第２期間Ｔ２）によって光色指示値を照明装置３に与える。

既に説明したように、照明装置３では、制御回路３３の第１判定部３３１と第２判定部３３２が第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２の各々の長さ（時間長）を判定（検出）する。そして、照明装置３の点灯制御部３３３は、第１判定部３３１及び第２判定部３３２で判定（検出）される第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２の各々の長さにより、照明制御装置２（の制御部２２）から与えられる光量指示値と光色指示値を取得する。さらに、点灯制御部３３３は、取得した光量指示値及び光色指示値に応じて点灯回路３２を制御することにより、光源３１から照明空間に照射される照明光の光量と光色を個別に調整（調光と調色）することができる。

このように本実施形態の照明制御システム１では、位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整することができる。ところで、本実施形態の照明制御システムにおいては、照明制御装置２が、いわゆる逆位相制御方式（トレーリングエッジ方式）により、第１負荷電圧Ｖ１の位相制御を行っている。しかしながら、照明制御装置２は、いわゆる正位相制御方式（リーディングエッジ方式）により、第１負荷電圧Ｖ１の位相制御を行ってもかまわない。ただし、照明制御装置２が逆位相制御方式で第１負荷電圧Ｖ１の位相制御を行えば、正位相制御方式で第１負荷電圧Ｖ１の位相制御を行う場合に比べて、照明制御装置２の切替え部２１及び照明装置３の各回路に流れる突入電流の抑制を図ることができる。

ところで、逆位相制御を行う制御部２２は、第１半周期Ｔ０１内において負荷電圧Ｖ０の大きさがピーク値を過ぎた後に第１期間Ｔ１を終了するように切替え部２１を制御することが好ましい。例えば、制御部２２は、第１半周期Ｔ０１内（０°〜１８０°の位相）において、１３５°〜１８０°の位相で第１期間Ｔ１を終了させることが好ましい。同様に、制御部２２は、第２半周期Ｔ０２内において負荷電圧Ｖ０の大きさがピーク値を過ぎた後に第２期間Ｔ２を終了するように切替え部２１を制御することが好ましい。例えば、制御部２２は、第２半周期Ｔ０２内（１８０°〜３６０°の位相）において、２１５°〜３６０°の位相で第２期間Ｔ２を終了させることが好ましい。つまり、負荷電圧Ｖ０の大きさがピーク値を過ぎる前に第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２が終了する場合、照明装置３の電源回路３５が有する平滑コンデンサ（不図示）が十分に充電されなくなり、電源回路３５で生成される直流電圧が低下するおそれがある。そのため、制御部２２が、負荷電圧Ｖ０の大きさがピーク値を過ぎた後に第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２を終了させれば、電源回路３５に対して必要十分な電力を供給し、電源回路３５で生成される直流電圧の低下を抑制することができる。

また、照明制御装置２の制御部２２は、同一の光量指示値及び光色指示値に対して、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２を含む周期Ｔ０を複数回続けるように切替え部２１を制御することが好ましい（図３参照）。一方、照明装置３の第１判定部３３１及び第２判定部３３２は、例えば、３周期〜５周期の間に検出した第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２を平均化することで第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２の検出精度の向上を図ることができる。

次に、本実施形態の照明制御システム１の幾つかの変形例を説明する。ただし、以下に説明する各変形例において、本実施形態の照明制御システム１と共通の構成要素については、同一の符号を付して適宜図示及び説明を省略する。

本実施形態の照明制御システム１では、交流電源１０に対して、照明制御装置２と照明装置３が図１と逆の配置で接続された場合、照明装置３における第１負荷電圧Ｖ１及び第２負荷電圧Ｖ２の極性も反転してしまう。つまり、本実施形態の照明制御システム１では、照明制御装置２の第１端子２０１、第２端子２０２及び第３端子２０３に接続される電線と、照明装置３の第１負荷端子３０１及び第２負荷端子３０２に接続される電線とが限定されてしまう。

そこで、変形例１の照明制御システム１は、交流電源１０に対する照明制御装置２と照明装置３の接続の配置が限定されないように、照明制御装置２の制御部２２が切替え部２１を制御する点に特徴がある。制御部２２は、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２が採り得る値と異なる値を有する第３期間Ｔ３に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。さらに、制御部２２は、第３期間Ｔ３を含む周期に続く前半（正）の半周期Ｔ０１内の第１期間Ｔ１に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。

例えば、制御部２２は、制御電源部２４から給電されて起動したとき、複数周期にわたって第１半周期Ｔ０１における導通期間（第３期間Ｔ３）をゼロとし、かつ、第２半周期Ｔ０２全域を導通期間とするように切替え部２１を制御する（図４参照）。制御部２２は、第３期間Ｔ３を含む複数周期に続いて、第１半周期Ｔ０１内の第１期間Ｔ１に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。さらに、制御部２２は、第２半周期Ｔ０２内の第２期間Ｔ２に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する（図３参照）。

一方、照明装置３の点灯制御部３３３では、第１判定部３３１及び第２判定部３３２の各々が判定する導通期間に基づき、第１判定部３３１が判定する導通期間と第２判定部３３２が判定する導通期間のいずれが第１半周期Ｔ０１に対応するかを判断する。具体的には、第１判定部３３１の判定する導通期間がゼロとなり、第２判定部３３２の判定する導通期間が半周期に一致する状態が複数周期にわたって継続すれば、点灯制御部３３３は、第１判定部３３１の判定する導通期間が第１半周期Ｔ０１であると判断する。また、第２判定部３３２の判定する導通期間がゼロとなり、第１判定部３３１の判定する導通期間が半周期に一致する状態が複数周期にわたって継続すれば、点灯制御部３３３は、第２判定部３３２の判定する導通期間が第１半周期Ｔ０１であると判断する。

そして、点灯制御部３３３は、第１判定部３３１の判定する導通期間が第１半周期Ｔ０１であると判断すれば、第１判定部３３１の判定する導通期間を第１期間Ｔ１とし、第２判定部３３２の判定する導通期間を第２期間Ｔ２とする。また、点灯制御部３３３は、第２判定部３３２の判定する導通期間が第１半周期Ｔ０１であると判断すれば、第２判定部３３２の判定する導通期間を第１期間Ｔ１とし、第１判定部３３１の判定する導通期間を第２期間Ｔ２とする。

つまり、変形例１の照明制御システム１では、交流電源１０に対する照明制御装置２と照明装置３の配置に関わらず、照明制御装置２から照明装置３へ光量指示値及び光色指示値を与えることができる。その結果、変形例１の照明制御システム１は、照明制御装置２と照明装置３を交流電源１０と電気的に接続する際の作業性の向上を図ることができる。

変形例２の照明制御システム１における照明制御装置２は、図５に示すように、第１端子２０１〜第３端子２０３に加えて、第４端子２０４を有する。第１端子２０１と第３端子２０３に交流電源１０が電気的に接続される。また、第２端子２０２と第４端子２０４に照明装置３が電気的に接続される。

照明制御装置２は、第１端子２０１及び第３端子２０３から入力される交流電圧を全波整流する整流回路２５を有する。整流回路２５はダイオードブリッジで構成される。整流回路２５の一対の交流入力端子に第１端子２０１と第３端子２０３が一つずつ接続される。整流回路２５の一対の脈流出力端子のうちの一方の脈流出力端子と第４端子２０４が電気的に接続される。他方の脈流出力端子と第２端子２０２の間に切替え部２１が挿入される。また、整流回路２５の一対の脈流出力端子には制御電源部２４が電気的に接続される。

切替え部２１は、一つのスイッチング素子２１５と、一つの駆動回路２１６とを有する。スイッチング素子２１５は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴで構成される。駆動回路２１６は、スイッチング素子２１５のゲート・ソース間に駆動電圧を印加することでスイッチング素子２１５をオンする。ただし、スイッチング素子２１５は、バイポーラトランジスタ又はＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子とダイオードとで構成されてもかまわない。

制御部２２は、整流回路２５から出力される脈流電圧がゼロになるタイミング（ゼロクロス）に同期して、駆動回路２１６から駆動電圧を出力させてスイッチング素子２１５をオンさせる。また、制御部２２は、交流電圧の半周期内において、入力部２３から取得する第１指示値電圧及び第２指示値電圧に対応したタイミングで駆動回路２１６に駆動電圧の出力を停止させてスイッチング素子２１５をオフさせる。ただし、制御部２２は、スイッチング素子２１５をオフさせるタイミングを、第１指示値電圧に対応したタイミングと第２指示値電圧に対応したタイミングに、交流電圧の半周期ごとに切り替える。

ここで、変形例２における制御部２２は、制御電源部２４から給電されて起動したとき、交流電圧の複数周期にわたって第１半周期における導通期間（第３期間）をゼロとし、かつ、第２半周期全域を導通期間とするように切替え部２１を制御する。制御部２２は、第３期間を含む複数周期に続いて、第１半周期内の第１期間に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させ、第２半周期内の第２期間に第１端子２０１と第２端子２０２を導通させるように切替え部２１を制御する。

変形例２における照明装置３の制御回路３３は、一つの判定部３３４と、点灯制御部３３３とを有する。点灯制御部３３３は、判定部３３４の判定する導通期間に基づき、分離回路３４で分離された第２負荷電圧Ｖ２の一周期と、交流電圧の第１半周期及び第２半周期との対応関係を判断する。例えば、点灯制御部３３３は、判定部３３４の判定する導通期間がゼロとなる状態と半周期に一致する状態とが複数周期にわたって継続するか否かを判断する。そして、判定部３３４の判定する導通期間がゼロとなる状態と半周期に一致する状態とが複数周期にわたって継続すれば、点灯制御部３３３は、判定部３３４の判定する導通期間がゼロとなる第２負荷電圧Ｖ２の一周期が交流電圧の第１半周期に対応すると判断する。そして、点灯制御部３３３は、第２負荷電圧Ｖ２の第１半周期に対応すると判断した一周期における導通期間を第１期間Ｔ１とし、当該一周期に続く一周期における導通期間を第２期間Ｔ２とする。点灯制御部３３３は、第１期間Ｔ１から光量指示値を取得するとともに、第２期間Ｔ２から光色指示値を取得する。

変形例２の照明制御システム１は、照明制御装置２の切替え部２１が一つのスイッチング素子２１５と一つの駆動回路２１６で構成可能であるから、スイッチング素子及び駆動回路の削減による回路構成の簡素化及び電力ロスの低減を図ることができる。なお、第３期間Ｔ３はゼロに限定されない。第３期間Ｔ３は、上述した第１期間Ｔ１が採り得る値（例えば、第１半周期のゼロクロスから４５°の位相までの時間長）及び第２期間Ｔ２が採り得る値（第２半周期のゼロクロスから２２５°の位相までの時間長）であってもよい。

変形例３の照明制御システム１は、照明制御装置２に特徴がある。変形例３における照明制御装置２は、図６に示すように、複数（例えば、５つ）の切替え部２１と、複数の切替え部２１と一対一に対応する複数（切替え部２１と同数）の第２端子２０２とを備える。なお、複数の切替え部２１における第１スイッチング素子２１１と第２スイッチング素子２１２の接続点は、互いに電気的に絶縁されている。

各切替え部２１は、第１スイッチング素子２１１、第２スイッチング素子２１２、第１駆動回路２１３及び第２駆動回路２１４に加えて、絶縁回路２１７を有する。絶縁回路２１７は、例えば、二つのフォトカプラ（不図示）を有している。一つのフォトカプラは、制御部２２の出力ポートと第１駆動回路２１３の入力端子を電気的に絶縁し、かつ、光学的に接続している。もう一つのフォトカプラは、制御部２２の別の出力ポートと第２駆動回路２１４の入力端子を電気的に絶縁し、かつ、光学的に接続している。第１駆動回路２１３及び第２駆動回路２１４の各々は、制御部２２の対応する出力ポートから駆動信号が出力されているときに第１スイッチング素子２１１及び第２スイッチング素子２１２をオンさせる。

複数の第２端子２０２の各々は、複数の照明装置３の各々の第１負荷端子と一つずつ電気的に接続される。なお、これら複数の照明装置３の各々の第２負荷端子は、中性線を介して交流電源１０と電気的に接続される。ただし、複数の第２端子２０２の各々に対して、別の複数の照明装置（照明装置３と共通の構成を有する照明装置）の各々の第１負荷端子が電気的に並列接続されてもかまわない。

入力部２３は、光量指示値用の可変抵抗器と光色指示値用の可変抵抗器の二つの可変抵抗器を、切替え部２１の数と同じ組数だけ有している。つまり、入力部２３は、複数の切替え部２１の各々と一対一に対応する第１指示値電圧及び第２指示値電圧を制御部２２に出力する。

制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の第１半周期において、第１半周期の始期に同期して、複数の切替え部２１の各々の第１駆動回路２１３に駆動電圧を出力させて複数の切替え部２１の各々の第１スイッチング素子２１１をオンさせる。さらに、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の第１半周期において、各切替え部２１に対応する第１指示値電圧に対応したタイミングで第１駆動回路２１３に駆動電圧の出力を停止させて第１スイッチング素子２１１をオフさせる。

また、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の第２半周期において、第２半周期の始期に同期して、複数の切替え部２１の各々の第２駆動回路２１４に駆動電圧を出力させて複数の切替え部２１の各々の第２スイッチング素子２１２をオンさせる。さらに、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の第２半周期において、各切替え部２１に対応する第２指示値電圧に対応したタイミングで第２駆動回路２１４に駆動電圧の出力を停止させて第２スイッチング素子２１２をオフさせる。

つまり、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の一周期のうちの第１半周期における第１期間によって、複数の照明装置３の各々に個別に光量指示値を与える。同様に、制御部２２は、第１負荷電圧Ｖ１の一周期のうちの第２半周期における第２期間によって、複数の照明装置３の各々に個別に光色指示値を与える。

したがって、変形例３の照明制御システム１では、１台の照明制御装置２によって複数台の照明装置３の各々を個別に調光・調色することができる。

上述のように第１の態様に係る照明制御システム（１）は、交流電源（１０）から供給される交流電力で光源（３１）を点灯させ、かつ、光源（３１）から放射される照明光の光量と光色を個別に変化させる一つ以上の照明装置（３）を有する。第１の態様に係る照明制御システム（１）は、一つ以上の照明装置（３）と電気的に直列接続され、かつ、一つ以上の照明装置（３）に対して光量を決める光量指示値及び光色を決める光色指示値を与える照明制御装置（２）を有する。照明制御装置（２）は、交流電源（１０）の一方の出力端と電気的に接続される第１端子（２０１）と、一つ以上の照明装置（３）を介して交流電源（１０）の他方の出力端と電気的に接続される第２端子（２０２）とを備える。照明制御装置（２）は、第１端子（２０１）と第２端子（２０２）の導通・遮断を切り替える切替え部（２１）と、切替え部（２１）を制御する制御部（２２）と、光量指示値及び光色指示値の入力を受け付ける入力部（２３）とを備える。制御部（２２）は、交流電源（１０）から出力される交流電圧の一周期における第１半周期（Ｔ０１）内の第１期間（Ｔ１）に第１端子（２０１）と第２端子（２０２）を導通させるように切替え部（２１）を制御する。制御部（２２）は、第１半周期（Ｔ０１）内の第１期間（Ｔ１）を除く期間に第１端子（２０１）と第２端子（２０２）を遮断するように切替え部（２１）を制御する。さらに、制御部（２２）は、一周期における第２半周期（Ｔ０２）内の第２期間（Ｔ２）に第１端子（２０１）と第２端子（２０２）を導通させるように切替え部（２１）を制御する。制御部（２２）は、第２半周期（Ｔ０２）内の第２期間（Ｔ２）を除く期間に第１端子（２０１）と第２端子（２０２）を遮断するように切替え部（２１）を制御する。制御部（２２）は、第１期間（Ｔ１）を入力部（２３）で受け付ける光量指示値に対応させるように切替え部（２１）を制御する。制御部（２２）は、第２期間（Ｔ２）を入力部（２３）で受け付ける光色指示値に対応させるように切替え部（２１）を制御する。

第１の態様に係る照明制御システム（１）は、交流電圧の一周期における第１半周期（Ｔ０１）内の第１期間（Ｔ１）の長さを増減することで照明制御装置（２）から照明装置（３）へ光量指示値を与える。また、第１の態様に係る照明制御システム（１）は、交流電圧の一周期における第２半周期（Ｔ０２）内の第２期間（Ｔ２）の長さを増減することで照明制御装置（２）から照明装置（３）へ光色指示値を与える。その結果、第１の態様に係る照明制御システム（１）は、位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整することができる。

第２の態様に係る照明制御システム（１）は、第１の態様との組合せにより実現され得る。第２の態様に係る照明制御システム（１）において、制御部（２２）は、第１期間（Ｔ１）及び第２期間（Ｔ２）の始期を交流電圧のゼロクロスに一致させるように切替え部（２１）を制御することが好ましい。

第２の態様に係る照明制御システム（１）は、正位相制御方式を用いる場合に比べて、照明制御装置（２）の切替え部（２１）及び照明装置（３）に流れる突入電流の抑制を図ることができる。

第３の態様に係る照明制御システム（１）は、第１又は第２の態様との組合せにより実現され得る。第３の態様に係る照明制御システム（１）において、切替え部（２１）は、一つ以上の半導体スイッチング素子（第１スイッチング素子２１１、第２スイッチング素子２１２又はスイッチング素子２１５）を有することが好ましい。切替え部（２１）は、一つ以上の半導体スイッチング素子によって第１端子（２０１）と第２端子（２０２）の導通・遮断を切り替えるように構成されることが好ましい。

第３の態様に係る照明制御システム（１）は、切替え部（２１）による第１端子（２０１）と第２端子（２０２）の導通・遮断の切替え時間の短縮を図ることができる。

第４の態様に係る照明制御システム（１）は、第１〜第３の態様のいずれか一つとの組合せにより実現され得る。第４の態様に係る照明制御システム（１）において、制御部（２２）は、第１期間（Ｔ１）及び第２期間（Ｔ２）が採り得る値と異なる値を有する第３期間（Ｔ３）に第１端子（２０１）と第２端子（２０２）を導通させるように切替え部（２１）を制御することが好ましい。さらに、制御部（２２）は、第３期間（Ｔ３）を含む一つ以上の周期に続く第１半周期（Ｔ０１）内の第１期間（Ｔ１）に第１端子（２０１）と第２端子（２０２）を導通させるように切替え部（２１）を制御することが好ましい。

第４の態様に係る照明制御システム（１）は、交流電源（１０）に対する照明制御装置（２）と照明装置（３）の配置に関わらず、照明制御装置（２）から照明装置（３）へ光量指示値及び光色指示値を与えることができる。その結果、第４の態様に係る照明制御システム（１）は、照明制御装置（２）と照明装置（３）を交流電源（１０）と電気的に接続する際の作業性の向上を図ることができる。

第５の態様に係る照明制御システム（１）は、第１〜第４の態様のいずれか一つとの組合せにより実現され得る。第５の態様に係る照明制御システム（１）において、制御部（２２）は、第１半周期（Ｔ０１）内において交流電圧の大きさがピーク値を過ぎた後に第１期間（Ｔ１）を終了するように切替え部（２１）を制御することが好ましい。制御部（２２）は、第２半周期（Ｔ０２）内において交流電圧の大きさがピーク値を過ぎた後に第２期間（Ｔ２）を終了するように切替え部（２１）を制御することが好ましい。

第５の態様に係る照明制御システム（１）は、交流電圧の大きさがピーク値を過ぎた後に第１期間（Ｔ１）及び第２期間（Ｔ２）を終了することにより、照明装置（３）に対して必要十分な電力を供給することができる。

第６の態様に係る照明制御システム（１）は、第１〜第５の態様のいずれか一つとの組合せにより実現され得る。第６の態様に係る照明制御システム（１）において、制御部（２２）は、第１期間（Ｔ１）と第２期間（Ｔ２）を含む周期を複数回続けるように切替え部（２１）を制御することが好ましい。

第６の態様に係る照明制御システム（１）は、照明装置（３）における第１期間（Ｔ１）及び第２期間（Ｔ２）の検出精度の向上を図ることができる。

第７の態様に係る照明制御システム（１）は、第１〜第６の態様のいずれか一つとの組合せにより実現され得る。第７の態様に係る照明制御システム（１）において、一つ以上の照明装置（３）は、判定部（第１判定部３３１、第２判定部３３２）と、点灯制御部（３３３）とを備えることが好ましい。判定部は、交流電圧における第１期間（Ｔ１）と第２期間（Ｔ２）のそれぞれの時間長を個別に判定することが好ましい。点灯制御部（３３３）は、判定部で判定される第１期間（Ｔ１）の時間長を光量指示値に変換し、かつ、第２期間（Ｔ２）の時間長を光色指示値に変換することが好ましい。点灯制御部（３３３）は、光量指示値に基づいて光源（３１）の光量を調整し、光色指示値に基づいて光源（３１）の光色を調整することが好ましい。

第７の態様に係る照明制御システム（１）は、位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整することができる。

第８の態様に係る照明制御装置（２）は、第１〜第７の態様のいずれか一つの照明制御システム（１）に含まれる。

第８の態様に係る照明制御装置（２）は、位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整することができる。

第９の態様に係る照明装置（３）は、第１〜第７の態様のいずれか一つの照明制御システム（１）に含まれる。

第９の態様に係る照明装置（３）は、位相制御方式を用いて照明光の光量と光色を個別に調整することができる。

１ 照明制御システム
２ 照明制御装置
３ 照明装置
１０ 交流電源
２１ 切替え部
２２ 制御部
２３ 入力部
３１ 光源
２０１ 第１端子
２０２ 第２端子
２１１ 第１スイッチング素子（半導体スイッチング素子）
２１２ 第２スイッチング素子（半導体スイッチング素子）
２１５ スイッチング素子（半導体スイッチング素子）
３３１ 第１判定部（判定部）
３３２ 第２判定部（判定部）
３３３ 点灯制御部
Ｔ０１ 第１半周期
Ｔ０２ 第２半周期
Ｔ１ 第１期間
Ｔ２ 第２期間
Ｔ３ 第３期間

Claims (9)

1. 交流電源から供給される交流電力で光源を点灯させ、かつ、前記光源から放射される照明光の光量と光色を個別に変化させる一つ以上の照明装置と、
   前記一つ以上の照明装置と電気的に直列接続され、かつ、前記一つ以上の照明装置に対して前記光量を決める光量指示値及び前記光色を決める光色指示値を与える照明制御装置と
   を有し、
   前記照明制御装置は、
   前記交流電源の一方の出力端と電気的に接続される第１端子と、
   前記一つ以上の照明装置を介して前記交流電源の他方の出力端と電気的に接続される第２端子と、
   前記第１端子と前記第２端子の導通・遮断を切り替える切替え部と、
   前記交流電源から出力される交流電圧の一周期における第１半周期内の第１期間に前記第１端子と前記第２端子を導通させ、かつ、前記第１半周期内の前記第１期間を除く期間に前記第１端子と前記第２端子を遮断するように前記切替え部を制御し、さらに、前記一周期における第２半周期内の第２期間に前記第１端子と前記第２端子を導通させ、かつ、前記第２半周期内の前記第２期間を除く期間に前記第１端子と前記第２端子を遮断するように前記切替え部を制御する制御部と、
   前記光量指示値及び前記光色指示値の入力を受け付ける入力部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第１期間を前記入力部で受け付ける前記光量指示値に対応させるように前記切替え部を制御し、かつ、前記第２期間を前記入力部で受け付ける前記光色指示値に対応させるように前記切替え部を制御する、
   照明制御システム。
2. 前記制御部は、前記第１期間及び前記第２期間の始期を前記交流電圧のゼロクロスに一致させるように前記切替え部を制御する、
   請求項１記載の照明制御システム。
3. 前記切替え部は、一つ以上の半導体スイッチング素子を有し、前記一つ以上の半導体スイッチング素子によって前記第１端子と前記第２端子の導通・遮断を切り替えるように構成される、
   請求項１又は２記載の照明制御システム。
4. 前記制御部は、前記第１期間及び前記第２期間が採り得る値と異なる値を有する第３期間に前記第１端子と前記第２端子を導通させ、かつ、前記第３期間を含む一つ以上の前記周期に続く前記第１半周期内の前記第１期間に前記第１端子と前記第２端子を導通させるように前記切替え部を制御する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明制御システム。
5. 前記制御部は、前記第１半周期内において前記交流電圧の大きさがピーク値を過ぎた後に前記第１期間を終了し、かつ、前記第２半周期内において前記交流電圧の大きさがピーク値を過ぎた後に前記第２期間を終了するように前記切替え部を制御する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明制御システム。
6. 前記制御部は、前記第１期間と前記第２期間を含む前記周期を複数回続けるように前記切替え部を制御する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明制御システム。
7. 前記一つ以上の照明装置は、
   前記交流電圧における前記第１期間と前記第２期間のそれぞれの時間長を個別に判定する判定部と、
   前記判定部で判定される前記第１期間の時間長を前記光量指示値に変換し、かつ、前記第２期間の時間長を前記光色指示値に変換し、前記光量指示値に基づいて前記光源の光量を調整し、前記光色指示値に基づいて前記光源の光色を調整する点灯制御部と
   を備える、
   請求項１〜６のいずれか１項の照明制御システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明制御システムに含まれる、
   照明制御装置。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明制御システムに含まれる、
   照明装置。

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