JP4715096B2

JP4715096B2 - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP4715096B2
Application number: JP2004024744A
Authority: JP
Inventors: 淳郎七原; 真二松田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP2005217330A

Description

本発明は、ＬＥＤにより構成される照明用の光源を備え、この光源の光出力に、送信情報に対応する送信信号を含める通信機能を有したＬＥＤ照明装置に関するものである。

図３９に従来のＬＥＤ照明装置を用いたシステム構成図を示し、図４０に同ＬＥＤ照明装置の構成図を示す（特許文献１等参照）。図３９のＬＥＤ照明装置１は、受光器２、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）４およびプリンタ５とともに使用され、図４０に示すように、ＰＣ４からの送信信号を信号増幅部１ａで増幅した後、信号重畳部１ｂにより、直流電源１１からＬＥＤ１０に供給される電力波形を送信信号の情報に応じて変調することにより、ＰＣ４からの送信信号をＬＥＤ１０の可視光の光出力に含めて受光器２に送信している。
特開２００２−２９０３３５号公報

しかしながら、上記従来のＬＥＤ照明装置では、非通信時には直流電源でＬＥＤを直接点灯し、通信時には送信信号によって変調をかけてＬＥＤを点灯するので、通信時にはいわゆる調光された状態となるために、通信時の光出力（平均消費電力）が非通信時の光出力よりも低下するという課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非通信時の光出力に比べて通信時の光出力が低下しないように光源を駆動することができるＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、ＬＥＤにより構成される照明用の光源を備え、この光源の光出力に、送信情報に対応する送信信号を含める通信機能を有したＬＥＤ照明装置であって、前記送信信号とは別に前記光源の光出力を視覚的に同様の出力にする互いに異なる周波数の信号をそれぞれ出力する複数の信号出力手段と、前記送信情報を送信する通信時には、前記送信信号に応じて、前記複数の信号出力手段からそれぞれ出力される信号のうち少なくともいずれか一つの信号と別の一つの信号とに切り替えて出力する一方、前記送信情報を送信しない非通信時には、前記複数の信号出力手段からそれぞれ出力される信号のうち一つの信号を出力する出力切替手段と、この出力切替手段からの信号に応じて、前記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。

この構成では、通信時には、送信信号に応じて、複数の信号出力手段からそれぞれ出力される信号のうち少なくともいずれか一つの信号と別の一つの信号とに切り替えて光源を駆動するので、通信中の光源の光出力を視覚的に一定にすることができる。しかも、非通信時にも、光源の光出力を視覚的に同様の出力にする互いに異なる周波数の信号のうち一つの信号を基に光源を駆動するので、通信時と非通信時とにおいても、光源の光出力を視覚的に一定にすることができるため、非通信時の光出力に比べて通信時の光出力が低下しないように光源を駆動することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のＬＥＤ照明装置において、交流電力を前記光源に対する直流電力に整流する整流手段と、この整流手段からの直流電力が前記光源の点灯しきいレベル以上になったか否かの監視をする監視手段と、この監視手段により前記光源の点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られる場合に、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を許容する一方、前記光源の点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られない場合には、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を禁止する出力手段とを備えることを特徴とする。この構成では、整流手段からの直流電力で光源が点灯できる期間に送信信号を送信することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤ照明装置において、前記駆動手段に入力される各信号のデューティ比を所望のデューティ比に変化させるデューティ比可変手段を備えることを特徴とする。この構成では、駆動手段に入力される各信号のデューティ比をデューティ比可変手段で所望のデューティ比に増大させることにより、光源の光出力を増大させることができる一方、デューティ比可変手段で所望のデューティ比に減少させることにより、光源の光出力を減少（消灯含む）させることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置において、調光制御信号を出力する調光制御手段と、前記調光制御信号が前記光源の点灯しきいレベル以上に相当する場合には、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を許容する一方、前記光源の点灯しきいレベル未満に相当する場合には、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を禁止する出力制御手段とを備えることを特徴とする。この構成では、調光制御手段からの調光制御信号で光源が点灯できる期間に、送信信号を送信することができる。

請求項５記載の発明は、請求項３記載のＬＥＤ照明装置において、前記通信の開始タイミングを決める所定のトリガ信号を出力するトリガ手段を備え、前記デューティ比可変手段は、前記トリガ手段からのトリガ信号に応じて、前記駆動手段に入力される各信号のデューティ比を点灯レベルのデューティ比に設定することを特徴とする。この構成では、通信時には駆動手段に入力される各信号のデューティ比が点灯レベルのデューティ比になるので、通信開始直前の光源の照明状態がどのような状態であっても、通信が可能となる。

請求項６記載の発明は、請求項４記載のＬＥＤ照明装置において、前記通信の開始タイミングを決める所定のトリガ信号を出力するトリガ手段を備え、前記調光制御手段は、前記トリガ手段からのトリガ信号に応じて、調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号に設定することを特徴とする。この構成では、通信時には調光制御手段が調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号に設定するので、通信開始直前の光源の照明状態がどのような状態であっても、通信が可能となる。

本発明によれば、非通信時の光出力に比べて通信時の光出力が低下しないように光源を駆動することができる。

（実施形態１）
図１は本発明による実施形態１のＬＥＤ照明装置の構成図、図２は同ＬＥＤ照明装置における信号発振部の出力信号の波形図、図３は同ＬＥＤ照明装置の通信時の動作波形図、図４は同ＬＥＤ照明装置の非通信時の動作波形図である。

図１に示すように、本実施形態１のＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）１０により構成される照明用の光源を備え、この光源の光出力に、送信情報に対応する送信信号を含めるものである。図１の例では、外部の直流電源１１とＬＥＤ１０のアノードとの間に接続される抵抗１２と、ＬＥＤ１０のカソードとグランドとの間に接続され、後述の変調信号選択部１９からの信号に応じて、上記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動するスイッチ素子１３（図ではＦＥＴ）とが具備されているほか、タイマ１４と、記憶部１５と、送信信号入力部１６と、信号発振部１７，１８と、変調信号選択部１９とが具備されている。ここで、直流電源１１は、定電源であるとする。

タイマ１４は、予め設定された一定時間の計時をし、一定時間の経過毎にタイムアップ信号を出力するものである。

記憶部１５は、例えば不揮発性の半導体記憶装置などにより構成され、例えば固定の上記送信情報を記憶するものである。

送信信号入力部１６は、タイマ１４からタイムアップ信号が出力される毎に、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力するものである。例えば、送信情報のビットデータの“１”をＨｉｇｈで示し、“０”をＬｏｗで示す送信信号が出力される。なお、上記論理は逆でもよいことは言うまでもない。

信号発振部１７，１８（信号出力手段）は、上記送信信号とは別にその周波数よりも高く、上記光源の光出力（平均消費電力）を視覚的に同様の出力にする互いに異なる一定周波数の高周波の信号をそれぞれ常時出力するものである（図２参照）。例えば、信号発振部１７，１８から出力される信号のデユーティ比は、ともに５０％に設定される。なお、信号発振部１７，１８の双方のデユーティ比は５０％に限らず、任意に設定可能であり、また必ずしも全く同一のデユーティ比でなくてもよく、光源の光出力（平均消費電力）を視覚的に同様の出力にするデユーティ比であれば異なっていてもよい。

変調信号選択部１９（出力切替手段）は、上記送信情報を送信する通信時には、図３に示すように、送信信号入力部１６からの送信信号に応じて、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち一方の信号と他方の信号とに切り替えて出力する一方、上記送信情報を送信しない非通信時には、図４に示すように、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち予め定められた一つの信号を出力するものである。図１の例では、一方の入力端子が信号発振部１７の出力に接続され他方の入力端子が送信信号入力部１６の出力に接続されるアンド回路１９ａと、一方の入力端子が信号発振部１８の出力に接続され他方のアクティブローの入力端子が送信信号入力部１６の出力に接続されるアンド回路１９ｂと、これら双方のアンド回路１９ａ，１９ｂの両出力端子と両入力端子がそれぞれ接続されるＯＲ回路１９ｃとにより構成されている。これにより、変調信号選択部１９は、通信時には、送信信号が一定値以上のＨｉｇｈの場合に信号発振部１７からの信号を切替出力し、送信信号がＬｏｗの場合に信号発振部１８からの信号を切替出力する一方、非通信時には、信号発振部１８からの信号を切替出力することになる。なお、本発明の出力切替手段は、上記構成に限らず、非通信時には、信号発振部１７からの信号を出力するものでもよく、また、複数の信号出力手段として、信号発振部１７，１８とは別の信号発振部をさらに備え、非通信時には、その別の信号発振部からの信号を出力するものでもよい。

図５は同ＬＥＤ照明装置からの送信信号を受信する受光器の構成図、図６は同受光器の動作説明図、図７は上記ＬＥＤ照明装置および受光器の一使用例を示す図である。

図５に示すように、受光器２は、受光した光の強弱に応じて電気信号を発生するＰＩＮフォトダイオードなどの光センサ部２ａと、この出力の信号を増幅する増幅部２ｂと、この増幅部２ｂにより増幅された信号（図６の「復調部入力波形」）を上記送信信号（同図の「復調部出力波形」）に復調する信号復調部２ｃと、この信号復調部２ｃにより復調された送信信号を出力する信号出力部２ｄとにより構成されている。信号復調部２ｃは、復調部入力波形の周波数を判別し、その周波数の違いにより復調部出力波形の波高値を決定する。

次に、上記構成のＬＥＤ照明装置１および受光器２の動作について説明する。ＬＥＤ照明装置１において、タイマ１４からタイムアップ信号が出力されると、通信時の動作モードに移行し、送信信号入力部１６により、記憶部１５に記憶されている送信情報が読み出されて、送信信号が出力される。続いて、変調信号選択部１９により、送信信号入力部１６からの送信信号に応じて、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち一方の信号と他方の信号とが切替出力される。これにより、スイッチ素子１３が、変調信号選択部１９からの信号に応じて、上記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動する。

一方、受光器２において、光センサ部２ａにより上記光源からの光が受光されると、増幅部２ｂにより光センサ部２ａの出力の信号が増幅され、信号復調部２ｃによりその増幅された信号が送信信号に復調されて信号出力部２ｄから出力される。

この後、ＬＥＤ照明装置１において、上記送信信号の送信が完了すると、非通信時の動作モードに移行し、変調信号選択部１９により、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち予め定められた一つの信号が出力される。これにより、スイッチ素子１３が、変調信号選択部１９からの予め定められた一つの信号に応じて、上記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動する。

一方、受光器２において、光センサ部２ａにより上記光源からの光が受光されても、周波数の違いがなく、信号発振部１８の周波数による一定の周波数となるので、信号復調部２ｃの出力は一定（図４の例ではＬｏｗ状態）となる。

以上、本実施形態１によれば、通信時には、送信信号に応じて、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち一方の信号と他方の信号とに切り替えて光源を駆動するので、通信中の光源の光出力を視覚的に一定にすることができる。しかも、非通信時にも、光源の光出力を視覚的に同様の出力にする互いに異なる周波数の信号のうち一つの信号を基に光源を駆動するので、通信時と非通信時とにおいても、光源の光出力を視覚的に一定にすることができるため、非通信時の光出力に比べて通信時の光出力が低下しないように光源を駆動することができる。要するに、通信時および非通信時において、高周波点灯で、光源での電力量を一定にし、明るさを一定に保つことができる。

また、上記ＬＥＤ照明装置１および受光器２によれば、図７の例に示すような使用が可能となる。図７の例では、天井に設置されたＬＥＤ照明装置１により、通信、非通信に関わらず視覚的に安定な照明を確保することができ、受光器２を携帯する利用者がＬＥＤ照明装置１からの送信情報をその受光器２で受信することができる。

なお、実施形態１において、ＬＥＤ照明装置１は、タイマ１４を備える構成になっているが、タイマ１４に代えて、図８に示すように、リモコン送信部３からのリモコン信号を受信するリモコン受光部１４Ａを備え、送信信号入力部１６が、リモコン受光部１４Ａにより受信されたリモコン信号から得られるリモコンコードを基に、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力する構成でもよい。また、外部スイッチなどでもよい。

また、ＬＥＤ照明装置１は、記憶部１５を備える構成になっているが、記憶部１５に代えて、外部から送信情報を入力する情報入力部を備える構成でもよい。

さらに、ＬＥＤ照明装置１において、送信信号入力部１６が、通信時に、図９に示すように、送信情報に対応する送信信号（図では「受光データ」）の前後にその送信信号を挟み込み、送信情報の開始点と終了点とを示す特定の信号を加えるようにしてもよい。これにより、送信信号の開始点のレベルに関係なく、全ての送信情報を欠落無く受信することが可能となる。

（実施形態２）
図１０は本発明による実施形態２のＬＥＤ照明装置の構成図、図１１は同ＬＥＤ照明装置における電源監視部の入出力波形図、図１２，図１３は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態２のＬＥＤ照明装置１は、実施形態１との第１の相違点として、図１０に示すように、交流電源１１ａおよびこの交流電力を光源に対する直流電力に全波整流する整流部１１ｂにより構成される直流電源１１と、整流部１１ｂからの直流電力が光源の点灯しきいレベル（図１１の「ＬＥＤ駆動必要電流」）以上になったか否かの監視をする電源監視部２０とをさらに備える構成になっている。電源監視部２０は、点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られる場合にＨｉｇｈの信号を出力し（図１１の「送信可能区間」）、点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られない場合にＬｏｗの信号を出力する（同図の「送信禁止区間」）。

そして、第２の相違点として、変調信号選択部１９（出力切替手段，出力手段）は、図１２に示すように、電源監視部２０により光源の点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られる場合（図１２の「送信可能区間」）には、当該変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力を許容する。つまり、送信信号入力部１６からの送信信号（同図の「送信信号入力部信号」）に応じて、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち一方の信号と他方の信号とが切替出力される（同図の「ＦＥＴ駆動」）。一方、点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られない場合（同図の「送信禁止区間」）、変調信号選択部１９は、当該変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力を禁止する。

また、送信信号入力部１６は、図１３に示すように、タイマ１４からのタイムアップ信号（図１３の「タイマカウントアップ信号」）に応じて、タイムアップ信号が出力された時点（ｔ１，ｔ３）直後の電源監視部２０の出力信号（同図の「電源監視部出力信号」）による送信可能区間の開始時点（ｔ２，ｔ４）から、その送信可能区間内で送信信号を送信するようになっている。

上記構成のＬＥＤ照明装置１では、タイマ１４からタイムアップ信号が出力されると、通信時の動作モードに移行し、送信信号入力部１６により、記憶部１５に記憶されている送信情報が読み出されて、電源監視部２０の出力信号の立ち上がり時点から送信信号が出力される。そして、変調信号選択部１９により、送信信号入力部１６からの送信信号に応じて、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち一方の信号と他方の信号とが切替出力される。これにより、スイッチ素子１３が、変調信号選択部１９からの信号に応じて、上記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動する。

続いて、送信可能区間内で送信信号の送信を完了した後、電源監視部２０の出力信号がＬｏｗの信号になると、変調信号選択部１９により、スイッチ素子１３への信号の出力が禁止される。

以上、本実施形態２によれば、整流部１１ｂからの直流電力で光源が点灯できる期間に送信信号を送信することができる。また、商用ＡＣ電源供給で駆動可能であるため、適用範囲が格段に広がる。

なお、実施形態２において、ＬＥＤ照明装置１は、一つの送信可能区間内で１回のタイムアップ信号に応じた送信信号の送信が完了する場合の構成になっているが、一つの送信可能区間内で１回のタイムアップ信号に応じた送信信号の送信が完了しない場合には、タイムアップ信号が出力された後の電源監視部２０の出力信号の立ち上がり時点から送信信号を、電源監視部２０の出力信号がＬｏｗの信号になる間送信を中断しながら送信するようにすればよい。この場合、送信信号は、複数のパケットないしセルに分割されることになる。

（実施形態３）
図１４は本発明による実施形態３のＬＥＤ照明装置の構成図、図１５は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態３のＬＥＤ照明装置１は、実施形態１との相違点として、図１４に示すように、スイッチ素子１３の制御端子（ゲート）に入力される各信号のデューティ比を所望（任意）のデューティ比に変化させるＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）２１をさらに備えることを特徴とする。図１４の例では、ＤＳＰ２１は、変調信号選択部１９とスイッチ素子１３のゲートとの間に介設されている。

ここで、実施形態１では、信号発振部１７，１８を一般的な正弦波または矩形波の発振信号を発生する発振器で構成しているため、双方のデューティ比はともに５０％になる。本実施形態３では、図１５に示すように、そのような信号発振部１７，１８からの５０％のデューティ比の信号（図１５の「ＤＳＰ前段信号」）を、周波数を変えずに所望のデューティ比の信号（同図の「ＤＳＰ後段信号」）に変換するべく、ＤＳＰ２１をさらに設けてある。なお、図１５の例では、ＤＳＰ２１により、９０％のオン・デューティ比（Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００）の信号に変換されている。

上記構成の本実施形態３によれば、スイッチ素子１３に入力される各信号のデューティ比をＤＳＰ２１で所望のデューティ比に増大させることにより、光源の光出力を増大させることができる一方、ＤＳＰ２１で所望のデューティ比に減少させることにより、光源の光出力を減少（Ａ：Ｂ＝０：１０の消灯含む）させることができる。これにより、演出性・利便性の向上が期待できる。

なお、実施形態３の変形例として、信号発振部１７，１８の出力が矩形波（デジタル信号）である場合、図１６に示すように、信号発振部１７，１８の出力と変調信号選択部１９の入力との間にそれぞれＤＳＰ２１，２１を介設しても、実施形態３と同様の効果を得ることができる。

また、信号発振部１７，１８の出力が正弦波（アナログ信号）であっても、図１７に示すように、信号発振部１７，１８の後段に、正弦波信号を矩形波信号に整形するデジタル波形変換部２２，２２をそれぞれ設けることにより、デジタル波形変換部２２，２２の出力と変調信号選択部１９の入力との間にそれぞれＤＳＰ２１，２１を介設することができる。

（実施形態４）
図１８は本発明による実施形態４のＬＥＤ照明装置の構成図、図１９は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態４のＬＥＤ照明装置１は、実施形態２との相違点として、図１８に示すように、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を所望のデューティ比に変化させるＤＳＰ２１をさらに備えることを特徴とする。

図１８の例では、ＤＳＰ２１は、変調信号選択部１９とスイッチ素子１３のゲートとの間に介設され、図１９に示すように、信号発振部１７，１８からの５０％のデューティ比の信号（図１９の「ＤＳＰ前段信号」）を、周波数を変えずに所望のデューティ比の信号（同図の「ＤＳＰ後段信号」）に変換するようになっている。なお、図１９の例では、ＤＳＰ２１により、９０％のオン・デューティ比の信号に変換されている。

上記構成の本実施形態４によれば、スイッチ素子１３に入力される各信号のデューティ比をＤＳＰ２１で所望のデューティ比に増大させることにより、光源の光出力を増大させることができる一方、ＤＳＰ２１で所望のデューティ比に減少させることにより、光源の光出力を減少（消灯含む）させることができる。これにより、演出性・利便性の向上が期待できる。

なお、実施形態４の変形例として、信号発振部１７，１８の出力が矩形波である場合、図２０に示すように、信号発振部１７，１８の出力と変調信号選択部１９の入力との間にそれぞれＤＳＰ２１，２１を介設しても、実施形態４と同様の効果を得ることができる。

また、信号発振部１７，１８の出力が正弦波であっても、図２１に示すように、信号発振部１７，１８の後段に、デジタル波形変換部２２，２２をそれぞれ設けることにより、デジタル波形変換部２２，２２の出力と変調信号選択部１９の入力との間にそれぞれＤＳＰ２１，２１を介設することができる。

（実施形態５）
図２２は本発明による実施形態５のＬＥＤ照明装置の構成図、図２３は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態５のＬＥＤ照明装置１は、実施形態１との相違点として、図２２に示すように、例えばデューティ比の任意設定が可能となる予め定められた周波数のＰＷＭ(Pulse Width Modulation)の調光制御信号を出力する調光制御部２３と、調光制御信号が光源の点灯しきいレベル以上に相当する場合には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力を許容する一方、調光制御信号が光源の点灯しきいレベル未満に相当する場合には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力を禁止する出力制御部２４とをさらに備えることを特徴とする。なお、出力制御部２４は、変調信号選択部１９に含まれる構成でもよいことは言うまでもない。

図２２の例では、出力制御部２４は、変調信号選択部１９および調光制御部２３の両出力を両入力端子に入力するＡＮＤ回路により構成されている。これにより、図２３に示すように、調光制御信号（図２３の「調光制御部出力信号」）が光源の点灯しきいレベル以上に相当する場合（同図のＨｉｇｈとなる「送信可能区間」）には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力が許容される。一方、調光制御信号が光源の点灯しきいレベル未満に相当する場合（同図のＬｏｗとなる「送信禁止区間」）には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力が禁止される。

また、送信信号入力部１６は、図２３に示すように、タイマ１４からのタイムアップ信号（図２３の「タイマカウントアップ信号」）に応じて、タイムアップ信号が出力された時点（ｔ１，ｔ３）直後の調光制御部２３の調光制御信号による送信可能区間の開始時点（ｔ２，ｔ４）から、その送信可能区間内で送信信号を送信するようになっている。

上記構成のＬＥＤ照明装置１では、タイマ１４からタイムアップ信号が出力されると、通信時の動作モードに移行し、送信信号入力部１６により、記憶部１５に記憶されている送信情報が読み出されて、調光制御部２３の調光制御信号の立ち上がり時点から送信信号が出力される。そして、変調信号選択部１９により、送信信号入力部１６からの送信信号に応じて、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち一方の信号と他方の信号とが切替出力され、出力制御部２４を経由して、スイッチ素子１３に出力される。これにより、スイッチ素子１３が、変調信号選択部１９からの信号に応じて、上記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動する。

続いて、送信可能区間で送信信号の送信を完了した後、調光制御部２３の調光制御信号がＬｏｗの信号になると、出力制御部２４により、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力が禁止される。

以上、本実施形態５によれば、調光制御部２３からの調光制御信号で光源が点灯できる期間に、送信信号を送信することができる。また、光源の光出力を任意に変化させることが可能となり、演出性・利便性の向上が期待できる。

なお、実施形態５の変形例として、一つの送信可能区間内で１回のタイムアップ信号に応じた送信信号の送信が完了しない場合には、タイムアップ信号が出力された後の調光制御部２３の調光制御信号の立ち上がり時点から送信信号を、調光制御部２３の調光制御信号がＬｏｗの信号になる間送信を中断しながら送信するようにすればよい。

（実施形態６）
図２４は本発明による実施形態６のＬＥＤ照明装置の構成図、図２５は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態６のＬＥＤ照明装置１は、実施形態２との相違点として、図２４に示すように、例えばデューティ比の任意設定が可能となる予め定められた周波数のＰＷＭの調光制御信号を出力する調光制御部２３と、調光制御信号が光源の点灯しきいレベル以上に相当する場合には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力を許容する一方、調光制御信号が光源の点灯しきいレベル未満に相当する場合には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力を禁止する出力制御部２４とをさらに備えることを特徴とする。

図２４の例では、出力制御部２４は、変調信号選択部１９および調光制御部２３の両出力を両入力端子に入力するＡＮＤ回路により構成されている。これにより、図２５に示すように、調光制御信号（図２５の「調光制御部出力信号」）が光源の点灯しきいレベル以上に相当する場合（同図のＨｉｇｈとなる「送信可能区間」）には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力が許容される。一方、調光制御信号が光源の点灯しきいレベル未満に相当する場合（同図のＬｏｗとなる「送信禁止区間」）には、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力が禁止される。

また、送信信号入力部１６は、図２５に示すように、タイマ１４からのタイムアップ信号（図２５の「タイマカウントアップ信号」）に応じて、タイムアップ信号が出力された時点（ｔ１，ｔ３）直後の調光制御信号による送信可能区間の開始時点（ｔ２）、またはこの開始時点が電源監視部２０の出力信号による送信禁止区間内にある場合には電源監視部２０の出力信号による次の送信可能区間の開始時点（ｔ４）から、送信信号を送信するようになっている。

上記構成のＬＥＤ照明装置１では、タイマ１４からタイムアップ信号が出力されると、通信時の動作モードに移行し、送信信号入力部１６により、記憶部１５に記憶されている送信情報が読み出されて、調光制御信号による送信可能区間の開始時点またはそれ以降の電源監視部２０の出力信号による送信可能区間の開始時点から送信信号が出力される。そして、変調信号選択部１９により、送信信号入力部１６からの送信信号に応じて、信号発振部１７，１８からそれぞれ出力される信号のうち一方の信号と他方の信号とが切替出力され、出力制御部２４を経由して、スイッチ素子１３に出力される。これにより、スイッチ素子１３が、変調信号選択部１９からの信号に応じて、上記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動する。

続いて、送信信号の送信を完了した後、調光制御部２３の調光制御信号がＬｏｗの信号になると、出力制御部２４により、変調信号選択部１９からスイッチ素子１３への信号の出力が禁止される。

以上、本実施形態６によれば、調光制御部２３からの調光制御信号で光源が点灯できる期間に、送信信号を送信することができる。また、光源の光出力を任意に変化させることが可能となり、演出性・利便性の向上が期待できる。

なお、実施形態６の変形例として、一つの送信可能区間内で１回のタイムアップ信号に応じた送信信号の送信が完了しない場合には、送信信号を、電源監視部２０の出力信号および調光制御部２３の調光制御信号による両送信禁止区間の間送信を中断しながら送信するようにすればよい。

（実施形態７）
図２６は本発明による実施形態７のＬＥＤ照明装置の構成図、図２７は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態７のＬＥＤ照明装置１は、実施形態５との相違点として、図２６に示すように、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を所望のデューティ比に変化させるＤＳＰ２１をさらに備えることを特徴とする。

図２６の例では、ＤＳＰ２１は、出力制御部２４の出力とスイッチ素子１３のゲートとの間に介設され、図２７に示すように、信号発振部１７，１８からの５０％のデューティ比の信号を、周波数を変えずに所望のデューティ比の信号に変換するようになっている。なお、図２７（ｂ）の例では、ＤＳＰ２１により、９０％のオン・デューティ比の信号に変換されている。

上記構成の本実施形態７によれば、スイッチ素子１３に入力される各信号のデューティ比をＤＳＰ２１で所望のデューティ比に増大させることにより、光源の光出力を増大させることができる一方、ＤＳＰ２１で所望のデューティ比に減少させることにより、光源の光出力を減少（消灯含む）させることができる。よって、実施形態５と比較してより高い光出力が可能となる。

（実施形態８）
図２８は本発明による実施形態８のＬＥＤ照明装置の構成図、図２９は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態８のＬＥＤ照明装置１は、実施形態６との相違点として、図２８に示すように、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を所望のデューティ比に変化させるＤＳＰ２１をさらに備えることを特徴とする。

図２８の例では、ＤＳＰ２１は、出力制御部２４の出力とスイッチ素子１３のゲートとの間に介設され、図２９に示すように、信号発振部１７，１８からの５０％のデューティ比の信号を、周波数を変えずに所望のデューティ比の信号に変換するようになっている。なお、図２９（ｂ）の例では、ＤＳＰ２１により、９０％のオン・デューティ比の信号に変換されている。

上記構成の本実施形態８によれば、スイッチ素子１３に入力される各信号のデューティ比をＤＳＰ２１で所望のデューティ比に増大させることにより、光源の光出力を増大させることができる一方、ＤＳＰ２１で所望のデューティ比に減少させることにより、光源の光出力を減少（消灯含む）させることができる。よって、実施形態６と比較してより高い光出力が可能となる。

（実施形態９）
図３０は本発明による実施形態９のＬＥＤ照明装置の構成図、図３１は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態９のＬＥＤ照明装置１は、実施形態３との相違点として、図３０に示すように、タイマ１４に代えて、例えば赤外線や近赤外線を利用して所定の検知範囲内で人を検知したときに所定パルス幅の人検知信号（図３１参照）を出力する人検知センサ２５を備え、本実施形態９の特徴として、ＤＳＰ２１が、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を予め定められた点灯レベルのデューティ比（例えば５０％）に設定する構成となっている。

ここで、送信信号入力部１６は、人検知センサ２５がタイマ１４に代えて設けられるので、人検知センサ２５から人検知信号が出力される毎に、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力することになる。図３１の例では、人検知信号の立ち上がり時点毎に１回、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力するように構成されている。また、１回の人検知信号に応じた送信信号が出力されている間に発生した人検知信号は無効とされる構成になっている。

また、図３１の例では、ＤＳＰ２１は、少なくとも人検知センサ２５からの人検知信号に応じて送信信号が出力されている通信時の間、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を予め定められた点灯レベルのデューティ比に設定している。そして、ＤＳＰ２１は、上記人検知信号に応じた送信信号の送信完了時点で、その送信信号の送信直前のオン・デューティ比（図３１の例では０％）に戻している。

上記構成の本実施形態９によれば、通信時にはスイッチ素子１３に入力される各信号のデューティ比が予め定められた点灯レベルのデューティ比になるので、通信開始直前の光源の照明状態がどのような状態であっても、通信が可能となる。

また、ＤＳＰ２１が、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を、通信に必要な最小時間、通信可能な最小の点灯レベルのデューティ比に設定するようにすれば、通信開始直前の光源の照明状態が消灯状態であっても、通信による光源の変化を抑制することができる。

なお、実施形態９では、タイマ１４に代えて人検知センサ２５が設けられる構成になっているが、本発明のトリガ手段は、人検知センサ２５に限らず、タイマ１４でも、また図８に示したリモコン受光部１４Ａでも、あるいはスケジューラや、図３２に示す外部信号入力部２６などでもよい。要するに、本発明のトリガ手段は、通信の開始タイミングを決める所定のトリガ信号を出力するものであればよい。また、図３２の例に示すように、記憶部１５は必ずしも必要ではなく、外部信号入力部２６が外部から上記トリガ信号を兼ねる送信信号を入力し、その送信信号を送信信号入力部１６に出力する構成でもよい。これらいずれも場合でも、実施形態９と同様の効果を奏することができる。

（実施形態１０）
図３３は本発明による実施形態１０のＬＥＤ照明装置の構成図、図３４は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態１０のＬＥＤ照明装置１は、実施形態４との相違点として、図３３に示すように、タイマ１４に代えて実施形態９と同様の人検知センサ２５を備え、ＤＳＰ２１が、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を予め定められた点灯レベルのデューティ比（例えば５０％）に設定することを特徴とする。

ここで、送信信号入力部１６は、人検知センサ２５がタイマ１４に代えて設けられるので、人検知センサ２５から人検知信号が出力される毎に、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力することになる。図３４の例では、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、人検知信号の立ち上がり時点、またはこの時点が電源監視部２０の出力信号による送信禁止区間内にある場合には次の送信可能区間の開始時点で１回、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力するように構成されている。また、１回の人検知信号に応じた送信信号が出力されている間に発生した人検知信号は無効とされる構成になっている。

また、図３４の例では、ＤＳＰ２１は、少なくとも人検知センサ２５からの人検知信号に応じて送信信号が出力されている通信時の間、スイッチ素子１３の制御端子に入力される各信号のデューティ比を予め定められた点灯レベルのデューティ比に設定している。そして、ＤＳＰ２１は、上記人検知信号に応じた送信信号の送信完了時点で、その送信信号の送信直前のオン・デューティ比（図３４の例では０％）に戻している。

上記構成の本実施形態１０によれば、通信時にはスイッチ素子１３に入力される各信号のデューティ比が予め定められた点灯レベルのデューティ比になるので、通信開始直前の光源の照明状態がどのような状態であっても、通信が可能となる。

なお、実施形態１０の変形例として、人検知センサ２５に限らず、タイマ１４、リモコン受光部１４Ａ、スケジューラまたは外部信号入力部２６などを設ける構成でもよい。また、記憶部１５は必ずしも必要ではなく、例えば、外部信号入力部２６が外部からトリガ信号を兼ねる送信信号を入力し、その送信信号を送信信号入力部１６に出力する構成でもよい。

（実施形態１１）
図３５は本発明による実施形態１１のＬＥＤ照明装置の構成図、図３６は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態１１のＬＥＤ照明装置１は、実施形態５との相違点として、図３５に示すように、タイマ１４に代えて実施形態９と同様の人検知センサ２５を備え、調光制御部２３が、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号に設定することを特徴とする。

ここで、送信信号入力部１６は、人検知センサ２５がタイマ１４に代えて設けられるので、人検知センサ２５から人検知信号が出力される毎に、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力することになる。図３６の例では、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、人検知信号の立ち上がり時点（照明制御信号も立ち上がり時点となる）で１回、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力するように構成されている。また、人検知信号に応じた送信信号は、調光制御部２３の調光制御信号による互いに隣り合う２つの送信可能区間に分割されて送信され、当該送信信号が出力されている間に発生した人検知信号は無効とされる構成になっている。

また、図３６の例では、調光制御部２３は、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、調光制御信号（図３６の「調光制御部出力波形」）を、所定のオン・デューティ比の点灯レベルの調光制御信号に設定している。そして、調光制御部２３は、人検知センサ２５からの人検知信号に応じた上記送信信号の送信完了時点で、その送信信号の送信直前のオン・デューティ比（図３６の例では０％）の調光制御信号に戻している。

上記構成の本実施形態１１によれば、通信時には調光制御部２３が調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号に設定するので、通信開始直前の光源の照明状態がどのような状態であっても、通信が可能となる。

また、調光制御部２３が、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、通信に必要な最小時間、調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号にすることにより、通信開始直前の光源の照明状態が消灯状態であっても、通信による光源の変化を抑制することができる。

なお、実施形態１１の変形例として、人検知センサ２５に限らず、タイマ１４、リモコン受光部１４Ａ、スケジューラまたは外部信号入力部２６などを設ける構成でもよい。また、記憶部１５は必ずしも必要ではなく、例えば、外部信号入力部２６が外部からトリガ信号を兼ねる送信信号を入力し、その送信信号を送信信号入力部１６に出力する構成でもよい。

（実施形態１２）
図３７は本発明による実施形態１２のＬＥＤ照明装置の構成図、図３８は同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。

本実施形態１２のＬＥＤ照明装置１は、実施形態６との相違点として、図３７に示すように、タイマ１４に代えて実施形態９と同様の人検知センサ２５を備え、調光制御部２３が、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号に設定することを特徴とする。

ここで、送信信号入力部１６は、人検知センサ２５がタイマ１４に代えて設けられるので、人検知センサ２５から人検知信号が出力される毎に、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力することになる。図３８の例では、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、この人検知信号の立ち上がり時点またはこの時点が電源監視部２０の出力信号による送信禁止区間内にある場合には次の送信可能区間の開始時点で１回、記憶部１５に記憶されている送信情報を読み出して入力し、その送信情報に対応する送信信号を出力するように構成されている。また、人検知信号に応じた送信信号は、調光制御部２３の調光制御信号による互いに隣り合う２つの送信可能区間に分割されて送信され、当該送信信号が出力されている間に発生した人検知信号は無効とされる構成になっている。

また、図３８の例では、調光制御部２３は、人検知センサ２５からの人検知信号に応じて、この人検知信号の立ち上がり時点またはこの時点が電源監視部２０の出力信号による送信禁止区間内にある場合には次の送信可能区間の開始時点で、調光制御信号を、所定のオン・デューティ比の点灯レベルの調光制御信号に設定している。そして、調光制御部２３は、人検知センサ２５からの人検知信号に応じた送信信号の送信完了時点で、その送信信号の送信直前のオン・デューティ比（図３８の例では０％）の調光制御信号に戻している。

上記構成の本実施形態１２によれば、通信時には調光制御部２３が調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号に設定するので、通信開始直前の光源の照明状態がどのような状態であっても、通信が可能となる。

なお、実施形態１２の変形例として、人検知センサ２５に限らず、タイマ１４、リモコン受光部１４Ａ、スケジューラまたは外部信号入力部２６などを設ける構成でもよい。また、記憶部１５は必ずしも必要ではなく、例えば、外部信号入力部２６が外部からトリガ信号を兼ねる送信信号を入力し、その送信信号を送信信号入力部１６に出力する構成でもよい。

本発明による実施形態１のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置における信号発振部の出力信号の波形図である。同ＬＥＤ照明装置の通信時の動作波形図である。同ＬＥＤ照明装置の非通信時の動作波形図である。同ＬＥＤ照明装置からの送信信号を受信する受光器の構成図である。同受光器の動作説明図である。上記ＬＥＤ照明装置および受光器の一使用例を示す図である。実施形態１の変形例を示す図である。実施形態１の変形例を示す図である。本発明による実施形態２のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置における電源監視部の入出力波形図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。本発明による実施形態３のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。実施形態３の変形例を示す図である。実施形態３の変形例を示す図である。本発明による実施形態４のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。実施形態４の変形例を示す図である。実施形態４の変形例を示す図である。本発明による実施形態５のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。本発明による実施形態６のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。本発明による実施形態７のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。本発明による実施形態８のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。本発明による実施形態９のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。実施形態９の変形例を示す図である。本発明による実施形態１０のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。本発明による実施形態１１のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。本発明による実施形態１２のＬＥＤ照明装置の構成図である。同ＬＥＤ照明装置の動作波形図である。従来のＬＥＤ照明装置を用いたシステム構成図である。同ＬＥＤ照明装置の構成図である。

符号の説明

１ＬＥＤ照明装置
１０ＬＥＤ
１１直流電源
１２抵抗
１３スイッチ素子
１４タイマ
１４Ａリモコン受光部
１５記憶部
１６送信信号入力部
１７，１８信号発振部
１９変調信号選択部
２０電源監視部
２１ＤＳＰ
２２デジタル波形変換部
２３調光制御部
２４出力制御部
２５人検知センサ
２６外部信号入力部
２受光器
２ａ光センサ部
２ｂ増幅部
２ｃ信号復調部
２ｄ信号出力部
３リモコン送信部

Claims

ＬＥＤにより構成される照明用の光源を備え、この光源の光出力に、送信情報に対応する送信信号を含める通信機能を有したＬＥＤ照明装置であって、
前記送信信号とは別に前記光源の光出力を視覚的に同様の出力にする互いに異なる周波数の信号をそれぞれ出力する複数の信号出力手段と、
前記送信情報を送信する通信時には、前記送信信号に応じて、前記複数の信号出力手段からそれぞれ出力される信号のうち少なくともいずれか一つの信号と別の一つの信号とに切り替えて出力する一方、前記送信情報を送信しない非通信時には、前記複数の信号出力手段からそれぞれ出力される信号のうち一つの信号を出力する出力切替手段と、
この出力切替手段からの信号に応じて、前記光源に対する直流電力の供給制御をしてその光源を駆動する駆動手段と
を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
交流電力を前記光源に対する直流電力に整流する整流手段と、
この整流手段からの直流電力が前記光源の点灯しきいレベル以上になったか否かの監視をする監視手段と、
この監視手段により前記光源の点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られる場合に、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を許容する一方、前記光源の点灯しきいレベル以上になったとの監視結果が得られない場合には、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を禁止する出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
前記駆動手段に入力される各信号のデューティ比を所望のデューティ比に変化させるデューティ比可変手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ照明装置。
調光制御信号を出力する調光制御手段と、
前記調光制御信号が前記光源の点灯しきいレベル以上に相当する場合には、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を許容する一方、前記光源の点灯しきいレベル未満に相当する場合には、前記出力切替手段から前記駆動手段への信号の出力を禁止する出力制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
前記通信の開始タイミングを決める所定のトリガ信号を出力するトリガ手段を備え、
前記デューティ比可変手段は、前記トリガ手段からのトリガ信号に応じて、前記駆動手段に入力される各信号のデューティ比を点灯レベルのデューティ比に設定することを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ照明装置。
前記通信の開始タイミングを決める所定のトリガ信号を出力するトリガ手段を備え、
前記調光制御手段は、前記トリガ手段からのトリガ信号に応じて、調光制御信号を点灯レベルの調光制御信号に設定することを特徴とする請求項４記載のＬＥＤ照明装置。