JP4790710B2 - 照明システムのランプを駆動する方法及び当該ランプを駆動する制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載される照明システムのランプを駆動するための方法と、請求項６のプリアンブルに記載される当該ランプを駆動するための制御装置とに関する。より具体的には、このランプは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を有するランプに供給されるエネルギーの量の変化に対して迅速な応答をもつタイプである。

上記のタイプの方法は、実務上知られている。特に、ランプ及び交流電圧源に直列に接続されるトライアックを有するドライバを持つ白熱ランプを駆動するためのこのような方法が知られている。このトライアックは、導通にされる交流電圧の各期間のフェーズを決定する制御信号によって制御される。トライアックを通る電流が、あるスレッショルドより下に減少する場合、このトライアックは導通を停止する。このタイプのドライバは、家庭での使用からよく知られている。

ここ数年間、そのランプの状態を、即ち、当該ランプに供給されるエネルギーの量を、リモートコントローラから制御する傾向がある。幾つかのランプ装置は、データ通信ラインによってこのようなリモートコントローラに接続され、電源ラインによって電源供給源にも接続されることができる。リモートコントローラは、１つ又は複数のランプ装置に含まれるランプの状態を制御することができる。このやり方で、ユーザは、電源供給及び制御用に数少ないワイヤリングで種々の異なるランプ装置のランプを遠隔制御することにより、大型の照明システムを構築することができる。

上記のタイプの照明システムは、実務上知られている。データをリモートコントローラから各ランプ装置の装置コントローラへ転送するために、ＤＭＸ及ＤＡＬＩのような幾つかのプロトコルが知られている。特に、ランプのエネルギー状態を制御するためのデータは８ビットを有する。従って、ランプの光出力は、ランプの２５６個の種々の異なる光出力レベルまで２５５個のステップで制御されることができる。このようなデータは、リモートコントローラにおいてプログラムされる照明スキームによって決定されることができるか、又は上述されたリモートコントローラから離れた位置にある手動で制御可能な制御装置から指示されることができる。

白熱ランプに供給されるエネルギーの量が変更される場合、ランプに供給されたエネルギーの変更された量に関連する新たな安定した温度を得るまでには、ある程度の時間がかかる。従って、上記のようにエネルギーの量が変更される場合、ユーザは、ランプの光出力の変化のようなステップに気付かないであろう。

但し、ランプに供給されるエネルギーの量の変化に対して迅速な応答をもつランプを使用する場合、特に、ランプに供給されるエネルギーの量の上記の変化が、一度に２５５個のステップの幾つかのステップにまたがる場合、ユーザは、ランプの光出力の変化のようなステップに気付くかもしれない。このことは、そのユーザにとって目障りなことになり得る。

本発明の目的は、上記に説明された従来技術の欠点を解決することにある。

本発明の上記の目的は、請求項１に記載される方法を提供することによって達成される。

この方法により、ランプに接続されたコントローラに供給されるデータによってもたらされるランプの種々の異なる安定した光出力レベル間の遷移は、ユーザが光出力の変化のようなステップに気付かないように、漸進的にされることができる。

本発明の上記の目的は、また、請求項６に記載される制御装置を提供することによって達成される。

本発明は、添付の図面に関する以下の例証的な説明から次第に明らかとなるだろう。

図１に示される図面は、従来技術の照明システムと、本発明が組み込まれている照明システムとの双方を説明するのに適用できる。

図１の説明的な照明システムは、システムコントローラ２を有し、このシステムコントローラ２が、当該システムコントローラから離れた位置にあり得る１つ又は複数のグループコントローラ４に接続されている。任意のグループコントローラ４は、ランプ装置６又は手動で制御可能な制御装置（図示略）のような１つ又は複数の装置に接続されることができ、これらの装置が、当該装置に接続されたグループコントローラ４から離れた位置にあり得る。

ランプ装置６は、装置コントローラ８を有してもよく、この装置コントローラ８が、設定値即ち目標値コンバータ１０に接続され、このコンバータ１０がドライバ１２に接続され、このドライバ１２がランプ１４に接続されている。装置コントローラ８は、グループコントローラ４に接続されている。

従来技術のシステムである図１の照明システムの場合、ランプは白熱ランプであり、ドライバは、半導体スイッチ、特に、トライアックであり、設定値コンバータは、デジタル／アナログコンバータ及びトライアック点弧パルスジェネレータの組み合わせであり得る。

ランプ装置の装置コントローラ８は、１以上の時点でデータを受け取る。これらのような時点は、周期的又は非周期的に互いに続いて起こってもよい。例えば、システムコントローラ２は、任意の遠隔制御装置を周期的に走査することができ、上記の制御装置の状態の変化を決定する際に、例えば、ランプ装置６のランプ１４の光出力を変更するためにランプ装置６に送信されるべき新たなデータを決定することができる。

ランプ１４が、ドライバ１２から当該ランプに供給されたエネルギーの量の変化に対して迅速な応答をもつタイプである場合、ユーザは、ランプ１４の光出力における変化のようなステップに気付く可能性があり、このことは、ユーザにとって煩わしいことであり得る。このような迅速な応答をもつランプの一例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を有するランプである。その場合、ドライバ１２は、直流電圧により直流をランプ１４に供給する。

照明システムのコントローラ間の通信の帯域幅を制限するため、更に、よく知られている技術及びデータプロセッサを使用することを可能にするために、システムコントローラ２によって装置コントローラ８へ送信されるデータは、８ビットを有する。ランプ１４のランプ出力の光出力についての変化のようなステップを減少するために、ユーザは上記のデータのビットの数を増大することを考えてもよい。但し、ランプ１４の光出力において一定の変化を確立するためには、追加のビットごとに２倍の伝送レートを必要とする。従って、上記のビットの量を増大することは、実際的でなく、経済的でもない。

下記に説明されるように、本発明によれば、ランプ１４の光出力レベルのよりより高い分解能は、当該ランプが種々の異なるデータを受け取る連続した時点の間に確立される。このより高い分解能により、種々の異なる時点で受け取られたデータに関連する光出力レベルの間において、それぞれ、漸進的な変化即ち漸進的な遷移がもたらされる。

図２は、本発明が組み込まれている図１に示された照明システムに生じ得るイベント及び信号のタイムチャートを示す。

図２の頂部のラインＡは、装置コントローラ８が、システムコントローラ２からデータを受け取るか又は受け取る可能性がある時点ｔ１乃至ｔ９に生じるイベントを示す。

図２の第２のラインＢでは、受け取られたデータの値が示される。この受け取られたデータは、装置コントローラ８に記憶されることができる。

図２の第３のラインＣは、設定値コンバータ１０によって生成され、ドライバ１２に供給される制御信号を示す。

図２の底部のラインＤは、ラインＣによって示される制御信号の代替の信号を示す。

説明のために、時間ｔ０では、ラインＢで示されるように、ランプ装置６が比較的小さい値を表わすデータを記憶したものとされ、この値は、設定値コンバータ１０によってラインＣで示される制御信号の小さい値に変換され、このため、比較的低いレベルをもつランプ１４の光出力がもたらされる。

ラインＢにより示されるように、時間ｔ９では、より大きなデータ値が記憶されており、このため、ラインＣで示されるように制御信号の高い振幅となり、その結果、ランプ１４の高い光出力レベルがもたらされる。

本発明によれば、先行の（前に）受け取られたデータ値とは異なる新たなデータ値を受け取る場合、装置コントローラ８は、現行の（最新の）受け取られたデータ値と先行の受け取られたデータ値との間を補間することによって複数の追加のデータ値を算出するようにプログラムされるとともに、現行の受け取られたデータ値の受け取りの後に続く特定の持続時間（継続期間）の時間間隔にわたって上記の追加のデータ値を分配するようにプログラムされる。

ラインＢにより示されるように、時間ｔ１では、先行の受け取られたデータ値を上回るデータ値が受け取られる。その場合、装置コントローラ８は、ラインＣにより示される制御信号が、時間ｔ１とｔ２との間に上昇する傾斜をもつように、追加のデータ値を算出し、分配する。

時間ｔ２では、時間ｔ１で受け取られたデータ値を下回るデータ値が受け取られる。従って、制御信号は、時間ｔ２とｔ３との間に下降する傾斜をもつ。

時間ｔ３では、時間ｔ２で受け取られたデータ値と同一のデータ値が受け取られる。従って、制御信号は、時間ｔ３とｔ４との間では変化しない。

時間ｔ４では、時間ｔ３で受け取られたデータ値を上回るデータ値が受け取られる。従って、制御信号は、時間ｔ３とｔ４との間に上昇する傾斜をもつ。

時間ｔ５では、時間ｔ４で受け取られたデータ値と同一のデータ値が受け取られる。従って、制御信号は、時間ｔ４とｔ５との間では変化しない。

ラインＣにより示されるように、制御信号にこのような傾斜を付与することは、ユーザによるランプ１４の光出力レベルの変化のようなステップについての知覚可能性を減少することになる。

ラインＣが直線の傾斜の箇所も示しているが、それらの箇所は多数の小さなステップから構成されてもよい。更に、装置コントローラ８は、図２のラインＣが直線の傾斜を示す箇所に任意の滑らかな曲線を付与するために追加のデータ値を算出するようにプログラムされることができる。

ランプ１４の光出力レベルの変化についての知覚可能性は、システムコントローラ２から装置コントローラ８によってデータが受け取られることができる時間間隔よりも長い時間の期間にわたって、上記の算出された追加のデータ値を分配することによって、更に減少されることができる。ラインＤは、装置コントローラ８によってデータが受け取られることができる時間間隔の３倍の時間間隔にわたって、算出された追加のデータ値が分配される制御信号の一実施例を示す。従って、ラインＤに示される傾斜は、ラインＤ（Ｃ）に示される傾斜より緩い。更に、先行して受け取られたデータ値とは異なるデータ値を受け取る際には、追加のデータ値は、制御信号により現行の到達した値と現行の受け取られたデータ値との間の範囲にあるように算出される。その場合、図２のラインＤから明らかであるように、ランプ１４の光出力レベルの遷移は、一層滑らかにされることができる。

システムコントローラ２が、データ値を固定間隔で、全ての状況においてランプ装置６へ伝送しないようにすることも可能である。システムコントローラ２は、可能性として幾つかのくり返しの間で、変更されたデータ値を伝送するだけのようにプログラムされることができる。このような場合、算出された追加のデータ値が分配される時間間隔は、変更されたデータ値が装置コントローラ８によって受け取られるレートに依存して変更されることができる。

装置コントローラ８は、２つの連続するデータ値の受け取りの間の時間間隔の持続時間を測定し、このように測定された持続時間に依存して追加の算出されたデータ値を分配してもよい。

ランプ１４は、図２のラインＣ又はＤによって示されるように、制御信号によって変調されている幅をもつパルスによって駆動されることができる。その場合、このようなパルスは、ｔ１とｔ２との間の時間間隔のようなデータ受け取り時間間隔よりずっと短い期間をもつ。

本発明による方法を適用し、本発明による照明システムを説明するのに適している照明システムの一実施形態の図である。 図１に示される照明システムの実施形態に起こり得る例示的なイベント及び信号のタイムチャートである。

Claims (5)

1. 装置コントローラ及びドライバを有する照明システムのランプを駆動するための方法であって、間隔をおいて、前記装置コントローラが、前記ランプに対する目標活性化レベルを表わす設定値のデータを供給され、前記設定値がコンバータによりドライバ制御信号に変換され、前記ドライバが、前記ランプを駆動するための前記ドライバ制御信号を供給される方法において、
   前記装置コントローラにより、前記ドライバ制御信号を生成するために最後に使用された値と、最後に供給された設定値との間において漸進的に遷移する補間値が生成され、その後、前記補間値が後続の遷移期間にわたって前記コンバータへ供給され、前記補間値が、前記遷移時間中に前記ドライバ制御信号を生成するために使用され、
   前記遷移期間が、先行のデータ供給間隔より長い持続時間をもち、
   前記設定値が達成される前に前記設定値とは異なる設定値を受け取る場合に、新たな補間値が、現在の値と前記異なる設定値との間の範囲において漸進的に遷移するように算出される、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記先行のデータ供給間隔の前記持続時間が測定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ドライバ制御信号が、前記ドライバ制御信号を生成するための電流値によって変調されるパルス幅変調信号であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 装置コントローラ及びドライバを有する照明システムのランプを駆動するための制御装置であって、間隔をおいて、前記装置コントローラが、前記ランプに対する目標活性化レベルを表わす設定値のデータを供給され、コンバータが前記設定値をドライバ制御信号に変換し、前記ドライバが、前記ランプを駆動するための前記ドライバ制御信号を供給される制御装置において、
   前記装置コントローラが、前記ドライバ制御信号を生成するために最後に使用された値と、最後に供給された設定値との間において漸進的に遷移する補間値を生成し、その後、前記装置コントローラが、後続の遷移期間にわたって前記補間値を前記コンバータへ供給し、前記コンバータが、前記補間値を変換して前記遷移時間の間に前記ドライバ制御信号を生成し、
   前記遷移期間が、先行のデータ供給間隔より長い持続時間をもち、
   前記設定値が達成される前に前記設定値とは異なる設定値を受け取る場合に、新たな補間値が、現在の値と前記異なる設定値との間の範囲において漸進的に遷移するように算出される、
   ことを特徴とする制御装置。
5. 前記コンバータが、前記ドライバ制御信号を生成するための電流値によって変調されるパルス幅変調信号として前記ドライバ制御信号を生成することを特徴とする、請求項４に記載の制御装置。

Images