JP5327872B2 - 照明装置および調光モード切替方法 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置および調光モード切替方法に関する。

近年、自発光素子として白色有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、白色有機ＥＬ素子）が注目されている。この白色有機ＥＬ素子は、その両端に印加される印加電圧が大きくなるほど、発光量が大きくなるとともに、その印加電圧の大きさに応じて色温度が変化する。

特許文献１には、発光素子の発光量を調整する調光手法として電流調光手法が記載されている。特許文献１に記載の電流調光手法では、発光素子に供給する電流（電圧）の大きさを制御することによって、発光素子の発光量を調整する。

また、電流調光手法以外の調光手法として、特許文献２には、パルス調光手法が記載されている。特許文献２に記載のパルス調光手法では、電流を一定に保ちながらパルス幅を制御することによって、発光量を調整する。

特開２００８−５１９７７号公報（図１） 特開２００２−５６９９６号公報（図１）

白色有機ＥＬ素子を用いた照明装置では、特許文献１に記載の電流調光手法により発光量を調整すると色温度も変化するため、照明装置が設置された部屋の雰囲気が変わる。このため、電流調光手法では、照明装置の使用者が部屋の雰囲気を変えずに発光量を調整したい場合であっても、色温度が変化するため、部屋の雰囲気が変わってしまうという問題があった。

一方、特許文献２に記載のパルス調光手法により照明装置の発光量を調整すると色温度が変化しないため、部屋の雰囲気は変わらない。このため、パルス調光手法では、使用者が部屋の雰囲気を変えつつ、発光量を調整したい場合であっても、色温度が一定に維持されるため、部屋の雰囲気を変えることができないという問題があった。

本発明の目的は、上記した課題を解決する照明装置を提供することにある。

本発明の照明装置は、駆動電圧を生成する電圧生成手段と、前記電圧生成手段により生成された駆動電圧が供給され、前記駆動電圧が大きいほど発光量が大きくなり、前記駆動電圧の大きさに応じて色温度が変化する発光素子と、前記駆動電圧の大きさを制御することによって、前記色温度および前記発光量を変化させる第１の制御手段と、前記駆動電圧の大きさを一定にし、かつ、当該駆動電圧の単位時間当たりの供給時間を制御することによって、一定の色温度で前記発光量を変化させる第２の制御手段と、前記第１または第２の制御手段による制御のうちいずれか一方を示す制御モード情報を受け付ける受付手段と、前記制御モード情報が前記第１の制御手段による制御を示す場合には前記第１の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示し、前記制御モード情報が前記第２の制御手段による制御を示す場合には前記第２の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示する指示手段と、を含む。

本発明の調光モード切替方法は、駆動電圧を生成する電圧生成手段と、前記電圧生成手段により生成された駆動電圧が供給され、前記駆動電圧が大きいほど発光量が大きくなり、前記駆動電圧の大きさに応じて色温度が変化する発光素子と、前記駆動電圧の大きさを制御することによって、前記色温度および前記発光量を変化させる第１の制御手段と、前記駆動電圧の大きさを一定にし、かつ、当該駆動電圧の単位時間当たりの供給時間を制御することによって、一定の色温度で前記発光量を変化させる第２の制御手段と、を有する照明装置における調光モード切替方法であって、前記第１または第２の制御手段による制御のうちいずれか一方を示す制御モード情報を受け付ける受付ステップと、前記制御モード情報が前記第１の制御手段による制御を示す場合には前記第１の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示し、前記制御モード情報が前記第２の制御手段による制御を示す場合には前記第２の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示する指示ステップと、を含む。

本発明によれば、照明装置の使用者の好みによって調光手法を切り替えることが可能になる。

本発明の実施形態における照明装置１００を示すブロック図である。 電流調光モードおよびパルス調光モードの色温度特性を示す図である。 調光モード切替方法の処理手順を示すフローチャートである。 照明装置１００の変形例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態における照明装置を示すブロック図である。照明装置１００は、発光部１１０と、電圧生成部１２０と、操作受付部１４０と、制御部１５０と、電流調光制御部１６０と、パルス調光制御部１７０と、を備える。

発光部１１０は、電圧生成部１２０から供給される電気信号の大きさが大きいほど、発光量が大きくなり、電気信号の大きさに応じて色温度が変化する発光素子により構成される。

発光部１１０の発光素子は、例えば、白色有機ＥＬ素子により実現される。この白色有機ＥＬ素子は、２つの電極と、これらの電極の間に形成される有機化合物からなる薄膜の発光層と、により構成される。さらに、この白色有機ＥＬ素子は、複数の発光層が積層された構造を有する。

この白色有機ＥＬ素子は、電極間に供給される電圧（電流）が大きいほど、発光量が大きくなる。さらに、白色有機ＥＬ素子は、電極間に供給される電圧（電流）の大きさに応じて色温度、つまり、発光色が変化する。

この白色有機ＥＬ素子は、例えば、電極間に供給される電圧（電流）が大きいほど、色温度が低くなる。したがって、この例では、白色有機ＥＬ素子は、電極間に供給される電圧が大きくなるほど、発光量が大きくなる一方で、色温度は低くなる。

電圧生成部１２０は、発光部１１０を駆動（発光）させるための駆動電圧を生成するものである。すなわち、電圧生成部１２０は、発光部１１０を構成する発光素子における電極間の発光層に電流を供給するものである。

電圧生成部１２０は、駆動回路１２１および電源部１２２を備える。なお、電圧生成部１２０は、一般的に電圧生成手段と呼ぶことができる。

駆動回路１２１は、電源部１２２から供給される電源電圧に基づいて、発光部１１０に供給する駆動電圧を生成する。駆動回路１２１は、例えば、電源部１２２から供給される交流電圧を整流することによって、直流電圧を生成する。そして、駆動回路１２１は、その生成した直流電圧を変圧することによって、駆動電圧を生成する。

また、駆動回路１２１は、電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０により生成された制御信号に基づいて、発光部１１０に供給する駆動電圧を変化させる。

駆動回路１２１は、例えば、電流調光制御部１６０により生成された制御信号に基づいて、発光部１１０に供給する駆動電圧の大きさを変化させる。

すなわち、駆動回路１２１は、電流調光制御部１６０の制御によって、発光部１１０の発光量を増減させるとともに、色温度を変化させることができる。ここでは、電流調光制御部１６０の制御によって発光量とともに色温度を変化させる調光手法を電流調光モードという。

また、駆動回路１２１は、例えば、パルス調光制御部１７０により生成された制御信号に基づいて、発光部１１０に供給する駆動電圧の大きさを変えずに、その駆動電圧の単位時間当たりの供給時間を変化させる。

駆動回路１２１は、例えば、発光部１１０の一端に与える電位信号として、発光部１１０を発光させる電位と消光させる電位とからなるパルス信号を生成する。そして、駆動回路１２１は、その生成したパルス信号のパルス幅を、パルス調光制御部１７０からの制御信号に基づいて変化させる。これにより、駆動回路１２１は、パルス調光制御部１７０からの制御信号に基づいて、パルス信号のデユーティ比を変化させる。このように、駆動回路１２１は、一定に保持された駆動電圧の単位時間あたりの供給時間を変化させる。

すなわち、駆動回路１２１は、パルス調光制御部１７０の制御によって、発光部１１０の色温度を変化させることなく、発光部１１０の発光量を増減させることができる。ここでは、パルス調光制御部１７０の制御によって発光部１１０の発光量のみを変化させる調光手法をパルス調光モードという。

電源部１２２は、照明装置１００に電源電圧を供給するものである。電源部１２２は、例えば、１００Ｖ（ボルト）、周波数５０Ｈｚ（ヘルツ）または６０Ｈｚの商用電源である。

操作受付部１４０は、照明装置１００の使用者の操作を受け付けるものである。操作受付部１４０は、発光部１１０の発光量を増減する調光モードとして、電流調光モードおよびパルス調光モードのいずれかの調光モード情報を使用者から受け付ける。

すなわち、操作受付部１４０は、電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０による調光手法のいずれか一方を示す調光モード情報を受け付ける。なお、操作受付部１４０は、一般的に受付手段と呼ぶことができる。また、調光モード情報は、一般的に制御モード情報と呼ぶことができる。

操作受付部１４０は、例えば、電流調光モードボタン、および、パルス調光モードボタンを備え、いずれかのボタンが押下されることによって、使用者が選択した調光モード示す調光モード情報を受け付ける。

また、操作受付部１４０は、調整ボタンとして、例えば、増加ボタンおよび減少ボタンを備え、いずれかのボタンが押下されることによって、発光量の増減量を示す増減情報を受け付ける。また、操作受付部１４０は、使用者から受け付けた調光モード情報および増減情報を制御部１５０に供給する。

制御部１５０は、調光モード情報に基づいて、照明装置１００の調光モードを切り替えるものである。制御部１５０は、操作受付部１４０からの調光モード情報に基づいて、電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０のいずれか一方に駆動電圧の制御を指示する。なお、制御部１５０は、一般的に指示手段と呼ぶことができる。

制御部１５０は、例えば、駆動電圧の制御を指示するための指示情報として、操作受付部１４０からの増減情報を、電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０のいずれか一方に供給する。

制御部１５０は、操作受付部１４０からの調光モード情報が電流調光モードを示す場合には、電流調光制御部１６０に増減情報を供給する。一方、制御部１５０は、調光モード情報がパルス調光モードを示す場合には、パルス調光制御部１７０に増減情報を供給する。

また、制御部１５０は、操作受付部１４０からの調光モード情報を保持しておき、調光モード情報が更新されるまでの期間は、その保持された調光モード情報に基づいて、増減情報を、電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０の一方に供給する。

また、制御部１５０は、例えば、別の調光モードに切り替えるときには、切替え直前における発光量の状態で調光モードを切り替えるようにしてもよい。

この場合、制御部１５０は、照明装置１００の起動時における発光部１１０の発光量に対応する基準情報と、操作受付部１４０から供給された増減情報と、に基づいて、調整後の発光量の大きさを算出して、その算出結果を新たな基準情報として保持する。すなわち、制御部１５０は、操作受付部１４０から増減情報が供給されるたびに、新たな基準情報を算出して、その基準情報を保持しておく。

また、制御部１５０は、操作受付部１４０から調光モード情報を受け付けると、その調光モード情報が直前の調光モード情報と異なるか否かを判断する。

そして、制御部１５０は、調光モード情報が異なるときには、その調光モード情報に対応する電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０に対して、保持している基準情報に示された発光量の大きさで発光部１１０を発光させるように指示する。

これにより、制御部１５０は、発光部１１０の発光量を変えることなく、調光モードを切り替えることができる。このとき、発光部１１０の色温度は変化する。したがって、制御部１５０は、調光モード切替えによって、発光部１１０の発光量を維持した状態で、色温度を制御することができる。

電流調光制御部１６０は、発光部１１０を発光させるための駆動電圧の大きさを制御することによって、発光部１１０の発光量および色温度を変化させるものである。電流調光制御部１６０は、制御部１５０から増減情報を受け付けると、その増減情報に基づいて、駆動電圧の大きさを変化させるための制御信号を生成する。

電流調光制御部１６０は、例えば、増減情報が増加を示す場合には、駆動電圧を大きくするための制御信号を生成する。一方、電流調光制御部１６０は、増減情報が減少を示す場合には、駆動電圧を小さくするための制御信号を生成する。

また、電流調光制御部１６０は、その生成した制御信号を駆動回路１２１に供給する。なお、電流調光制御部１６０は、一般的に第１の制御手段と呼ぶことができる。

パルス調光制御部１７０は、発光部１１０を発光させるための駆動電圧の大きさを一定にし、かつ、その駆動電圧を発光部１１０に供給する単位時間あたりの供給時間を制御することによって、一定の色温度で発光量を変化させるものである。パルス調光制御部１７０は、制御部１５０から増減情報を受け付けると、その増減情報に基づいて、発光部１１０に対する駆動電圧の供給時間の間隔を変化させるための制御信号を生成する。

パルス調光制御部１７０は、増減情報が増加を示す場合には、駆動電圧の供給時間の間隔を広くするための制御信号を生成する。すなわち、パルス調光制御部１７０は、パルス信号のパルス幅を広くするための制御信号を生成する。

一方、パルス調光制御部１７０は、増減情報が減少を示す場合には、駆動電圧の供給時間の間隔を短くするための制御信号を生成する。すなわち、パルス調光制御部１７０は、パルス信号のパルス幅を狭くするための制御信号を生成する。

パルス調光制御部１７０は、その生成した制御信号を駆動回路１２１に供給する。なお、パルス調光制御部１７０は、一般的に第２の制御手段と呼ぶことができる。

図２は、パルス調光モードおよび電流調光モードにおける発光部１１０の色温度特性を示す図である。図２には、電流調光モード特性１６１およびパルス調光モード特性１７１が示されている。

ここでは、縦軸を発光部１１０の色温度とし、横軸を発光部１１０に供給される単位時間当たりの電流の大きさとする。この電流の大きさは、発光部１１０の発光量に対応する。すなわち、電流が大きいほど、発光量も大きくなる。

電流調光モード特性１６１は、電流調光制御部１６０の制御によって駆動電圧の大きさ、すなわち電流の大きさを制御する電流調光モードの場合における発光部１１０の色温度特性を示す。

パルス調光モード特性１７１は、パルス調光制御部１７０の制御によって駆動電圧の供給時間の間隔、すなわち、単位時間あたりの電流の大きさを制御するパルス調光モードの場合における発光部１１０の色温度特性を示す。

電流調光モード特性１６１が示すように、発光部１１０に供給される電流（駆動電圧）が大きいほど、発光部１１０の色温度は低くなる。このように、電流調光モードでは、電流の大きさによって発光量を調整するため、色温度も発光量に応じて変化する。

この場合における電流調光モードでは、発光量が小さいときは、色温度が高くなるため、照明装置１００が設置された部屋は、青色に近い色となって、さわやかな雰囲気になり易い。一方、発光量が大きいときは、色温度が低くなるため、照明装置１００の部屋は、赤色に近い色となって、落ち着いた雰囲気になり易い。
したがって、使用者は、発光量に応じて部屋の雰囲気を変えたい場合には、操作受付部１４０の電流調光モードボタンを選択する。そして、使用者は、調整ボタンにより発光部１１０の発光量を調整する。

パルス調光モード特性１７１が示すように、一定に保持された駆動電圧の単位時間あたりの供給時間を変化させることで発光量を調整するため、発光部１１０の色温度は一定に維持される。この場合、電流調光モードでは、発光量を増減させても、照明装置１００の部屋は、赤色に近い色の状態が維持され、落ち着いた雰囲気になり易い。
したがって、使用者は、色温度を変えずに、発光量を調整したい場合には、操作受付部１４０のパルス調光モードボタンを選択する。そして、使用者は、調整ボタンにより発光部１１０の発光量を調整する。

次に、照明装置１００の動作について説明する。

図３は、照明装置１００における調光モード切替方法の処理手順例を示すフローチャートである。

まず、操作受付部１４０は、照明装置１００の使用者の操作に基づく調光モード情報および増減情報を受け付ける（ステップＳ９０１）。

そして、制御部１５０は、操作受付部１４０からの調光モード情報に基づいて、電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０のいずれか一方に駆動電圧の制御を指示する（ステップＳ９０２）。

そして、制御部１５０は、調光モード情報がパルス調光モードを示す場合には、増減情報をパルス調光制御部１７０に供給する。その後、パルス調光制御部１７０は、制御部１５０から増減情報を受け付けると、その増減情報に基づいて、一定の駆動電圧を発光部１１０に供給する単位時間あたりの供給時間を制御する（ステップＳ９０３）。

一方、制御部１５０は、調光モード情報が電流調光モードを示す場合には、増減情報を電流調光制御部１６０に供給する。その後、電流調光制御部１６０は、制御部１５０から増減情報を受け付けると、その増減情報に基づいて駆動電圧の大きさを制御する（ステップＳ９０４）。
これらステップＳ９０３またはＳ９０４のいずれかの処理が終了すると、調光モード切替方法の手順が終了する。

図４は、照明装置１００の変形例を示すブロック図である。照明装置３００は、図１に示した照明装置１００における操作受付部１４０に代えて、遠隔操作部２００および受信部２４０を備えている。遠隔操作部２００は、送信部２１０および操作受付部２２０を備える。

照明装置３００は、遠隔操作部２００から送信された操作信号に基づいて、発光部１１０の調光を行う。この変形例では、遠隔操作部２００および受信部２４０以外の他の構成は、図１に示したものと同様のものであるため、図１と同一符号を付してここでの説明を省略する。また、操作受付部２２０は、図１に示した操作受付部１４０と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

遠隔操作部２００は、使用者の操作に基づく調光モード情報および増減情報を受信部２４０に送信するリモートコントローラである。なお、遠隔操作部２００は、受信部２４０との間で通信を行えるものであれば何でもよい。

送信部２１０は、操作受付部２２０からの調光モード情報および増減情報を送信するものである。送信部２１０は、操作受付部２２０からの調光モード情報および増減情報を、所定の操作信号に変換して、その操作信号を電波により受信部２４０に送信する。

受信部２４０は、送信部２１０との間で無線通信を行うものである。受信部２４０は、送信部２１０から操作信号を受信すると、その操作信号を操作受付部２２０からの調光モード情報および増減情報に変換する。また、受信部２４０は、その変換された調光モード情報および増減情報を制御部１５０に供給する。

本実施形態によれば、操作受付部１４０または２２０が、照明装置１００または３００の使用者による調光モードに関する操作を受け付けることによって、使用者が設定した調光モードを示す調光モード情報を生成することができる。

また、本実施形態では、さらに制御部１５０が、操作受付部１４０または２２０により生成された調光モード情報に基づいて、電流調光制御部１６０またはパルス調光制御部１７０のいずれか一方に駆動電圧の制御を指示することができる。すなわち、制御部１５０が、調光モード情報に基づいて、発光部１１０の発光量を調整する調光モードを、電流調光モードまたはパルス調光モードのいずれか一方に切り替えることできる。

これにより、使用者が、操作受付部１４０または２２０にパルス調光モードを設定した場合には、パルス調光制御部１７０の制御によって、色温度を変えることなく、照明装置１００の発光量を調整することができる。このため、照明装置１００または３００は、その部屋の雰囲気を変えることなく、その発光量を調整することができる。

一方、使用者が、操作受付部１４０または２２０に電流調光モードを設定した場合には、電流調光制御部１６０の制御によって、発光量とともに色温度を変化させることができる。このため、照明装置１００または３００は、発光量に応じて部屋の雰囲気を変えることができる。

すなわち、照明装置１００または３００は、パルス調光モードまたは電流調光モードを有することによって、使用者の好みに応じた部屋の雰囲気を演出することができる。

また、本実施形態では、発光部１１０は、駆動電圧の大きさに応じて色温度が変化する発光素子を有する。これにより、照明装置１００または３００は、発光部１１０を有することによって、駆動電圧の大きさを制御するだけで色温度を変化させることができる。

これにより、照明装置１００または３００は、発光部にＲＧＢの各光源を設けて色温度を制御する照明装置と比べ、各光源の駆動電圧、発光出力および配光特性などの違いを考慮する必要がなく、さらに、各光源の温度特性や素子寿命の違いに対する対策を講じる必要もない。このため、照明装置１００または３００は、簡易な構成により容易に発光部１１０の色温度を制御することができる。

なお、本実施形態では、発光部１１０の発光素子として、駆動電圧が大きいほど、色温度が低くなる有機ＥＬ素子を用いる例について説明したが、駆動電圧が大きいほど、色温度が高くなる有機ＥＬ素子を用いるようにしてもよい。

なお、本実施形態では、発光部１１０の発光素子として有機ＥＬ素子を用いる例について説明したが、発光ダイオードを用いるようにしてもよい。

なお、本実施形態では、パルス調光手法および電流調光手法の２つの調光手法を例に説明したが、他の調光手法を照明装置１００または３００に加えて、複数の調光手法のうちいずれかに切り替えるようにしてもよい。
以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

１００、３００ 照明装置
１１０ 発光部
１２０ 電圧生成部
１２１ 駆動回路
１２２ 電源部
１４０、２２０ 操作受付部
１５０ 制御部
１６０ 電流調光制御部
１７０ パルス調光制御部
２００ 遠隔操作部
２１０ 送信部
２４０ 受信部

Claims (4)

1. 駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
   前記電圧生成手段により生成された駆動電圧が供給され、前記駆動電圧が大きいほど発光量が大きくなり、前記駆動電圧の大きさに応じて色温度が変化する発光素子と、
   前記駆動電圧の大きさを制御することによって、前記色温度および前記発光量を変化させる第１の制御手段と、
   前記駆動電圧の大きさを一定にし、かつ、当該駆動電圧の単位時間当たりの供給時間を制御することによって、一定の色温度で前記発光量を変化させる第２の制御手段と、
   前記第１または第２の制御手段による制御のうちいずれか一方を示す制御モード情報を受け付ける受付手段と、
   前記制御モード情報が前記第１の制御手段による制御を示す場合には前記第１の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示し、前記制御モード情報が前記第２の制御手段による制御を示す場合には前記第２の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示する指示手段と、を含む照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記発光素子は、前記駆動電圧が大きいほど発光量が大きくなり、前記駆動電圧が大きいほど色温度が低くなる、照明装置。
3. 請求項１または２に記載の照明装置において、
   前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である、照明装置。
4. 駆動電圧を生成する電圧生成手段と、前記電圧生成手段により生成された駆動電圧が供給され、前記駆動電圧が大きいほど発光量が大きくなり、前記駆動電圧の大きさに応じて色温度が変化する発光素子と、前記駆動電圧の大きさを制御することによって、前記色温度および前記発光量を変化させる第１の制御手段と、前記駆動電圧の大きさを一定にし、かつ、当該駆動電圧の単位時間当たりの供給時間を制御することによって、一定の色温度で前記発光量を変化させる第２の制御手段と、を有する照明装置における調光モード切替方法であって、
   前記第１または第２の制御手段による制御のうちいずれか一方を示す制御モード情報を受け付ける受付ステップと、
   前記制御モード情報が前記第１の制御手段による制御を示す場合には前記第１の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示し、前記制御モード情報が前記第２の制御手段による制御を示す場合には前記第２の制御手段に前記駆動電圧の制御を指示する指示ステップと、を含む調光モード切替方法。

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