JP5641229B2

JP5641229B2 - 照明システム

Info

Publication number: JP5641229B2
Application number: JP2011008446A
Authority: JP
Inventors: 高橋　寿明; 寿明高橋; 高橋　健治; 健治高橋
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2031-01-19
Also published as: JP2012150975A

Description

本発明の実施形態は、制御装置により照明装置の調光および調色を制御する照明システムに関する。

従来、天井などに設置された照明装置を２線の伝送線で制御装置に接続し、制御装置から照明装置に調光信号を送信することにより、照明装置が調光信号を受信して照明装置の光源部を調光する照明システムがある。

このような照明システムにおいては、調光信号にＰＷＭ信号を用いる場合、調光率に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を設定することにより、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた調光制御を可能としている。

特開２０１０−２８２９８３号公報

しかしながら、照明システムにおいて、照明装置の光源部の明るさを変える調光はできたが、その調光に加えて、光源部の色温度を変える調色は簡単にできなかった。

本発明が解決しようとする課題は、照明装置の光源部を簡単に調光および調色できる照明システムを提供することである。

実施形態の照明システムは、照明装置と、制御装置とを具備する。照明装置は、調光および調色可能な光源部と、１００〜１０００Ｈｚの周波数の範囲内で、かつ、５〜９５％のデューティ比のＰＷＭ信号を受信し、ＰＷＭ信号の前記デューティ比に応じて光源部を調光し、ＰＷＭ信号の前記周波数に応じて光源部を調色する制御部とを有する。制御装置は、調光制御に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を５〜９５％の範囲内で設定し、調色制御に応じてＰＷＭ信号の周波数を１００〜１０００Ｈｚの周波数の範囲内で設定し、設定したＰＷＭ信号を照明装置に送信する。

本発明によれば、制御装置から照明装置に送信するＰＷＭ信号により、照明装置の光源部を調光および調色することが期待できる。

第１の実施形態を示す照明システムの構成図である。同上照明システムの調光制御および調色制御に用いるＰＷＭ信号の波形図である。同上照明システムの照明装置の光源部の色温度と明るさとの関係を示す説明図である。第２の実施形態を示す照明システムの構成図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。

図１に示すように、照明システム11は、少なくとも１つの照明装置12と、この照明装置12を制御する制御装置13とを備えている。これら照明装置12と制御装置13とは、制御装置13から照明装置12に制御信号としてのＰＷＭ信号を伝送するための２線の伝送線14で接続されている。なお、図１では、制御装置13からの伝送線14には、１つの照明装置12のみが接続されている場合を示すが、複数の照明装置12が接続されていてもよい。すなわち、１つの制御装置13で複数の照明装置12を制御するようにしてもよい。

照明装置12は、例えば天井に設置されるダウンライトや埋込形照明器具などで、照明用の光源部17、およびこの光源部17を点灯させる点灯回路18を有している。

光源部17は、例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などの半導体発光素子、あるいは蛍光ランプなどを光源19として用いている。光源19には、色温度が昼白色（６５００ｋ）の昼白色光源19Nと、色温度が電球色（２５００ｋ）の電球色光源19Lとの２種類が用いられている。

点灯回路18は、交流電源21の供給を受けて光源部17を任意の調光度および色温度で点灯させる主回路22、および伝送線14からＰＷＭ信号を受信する受信部23を備えている。主回路22は、光源部17の調光および調色を制御する例えばＭＰＵなどのマイクロコンピュータで構成される制御部24を備えている。主回路22の回路構成は、どのような構成を用いてもよく、特定のものに限定されるものではない。

受信部23には、フォトカプラ27が配置され、このフォトカプラ27のフォトダイオード28の両端に伝送線14が接続され、フォトカプラ27のフォトトランジスタ29のカソードおよびエミッタが制御部24に接続されている。制御装置13から送信するＰＷＭ信号のオンデューティの期間にフォトダイオード28が発光し、このフォトダイオード28が発光期間中にフォトトランジスタ29が導通し、ＰＷＭ信号が制御部24に入力される。

制御部24は、ＰＷＭ信号を受信し、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて光源部17の明るさを調整する調光制御を行い、ＰＷＭ信号の周波数に応じて光源部17の色温度を調整する調色制御を行う。デューティ比とは、ＰＷＭ信号のパルス幅をパルス周期で割った値である。

また、制御装置13は、調光制御しようとする所望の調光度（調光率）に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を設定し、調色制御しようとする所望の調色度に応じてＰＷＭ信号の周波数を設定し、設定したＰＷＭ信号を伝送線14を通じて照明装置12に送信する。調光度および調色度は、制御装置13が有する図示しない操作部で任意に設定可能とする。

次に、図２に照明システム11の調光制御および調色制御に用いるＰＷＭ信号の波形図を示し、図３に照明システム11の照明装置12の光源部17の色温度と明るさとの関係を示す説明図を示す。

ＰＷＭ信号の周波数の１周期をｐ、ＰＷＭ信号のオンデューティの期間をａ、ＰＷＭ信号のオフデューティの期間をｂ、ＰＷＭ信号の電圧をｖで示す。

照明システム11では、ＰＷＭ信号のデューティ比（オンデューティの期間ａ／周期ｐ）が５％で光源部17が全光点灯し、９５％で光源部17が消灯し、これら５〜９５％の範囲内で光源部17の明るさが変化するように規定されている。

さらに、照明システム11では、ＰＷＭ信号の周期ｐの周波数を標準化されている１００〜１０００Ｈｚの範囲内とし、その周波数の範囲内において、１００Ｈｚのときに光源部17が電球色となり、５５０Ｈｚのときに光源部17が昼光色となり、１０００Ｈｚのときに光源部17が昼白色となり、１００〜１０００Ｈｚの範囲内で光源部17の色温度が変化するように規定されている。

これらＰＷＭ信号のデューティ比と調光との関係を規定した規定値、およびＰＷＭ信号の周波数と調色との関係を規定した規定値は、制御部24および制御装置13がそれぞれ有する記憶部のテーブルに予め記憶されている。

次に、照明システム11の動作を説明する。

制御装置13では、調光および調色に応じてデューティ比および周波数が設定されたＰＷＭ信号を、伝送線14を通じて照明装置12に送信する。

照明装置12では、伝送線14を通じて送信されてくるＰＷＭ信号を受信部23で受信して制御部24に入力する。制御部24は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて光源部17を調光制御し、ＰＷＭ信号の周波数に応じて光源部17を調色制御する。

図３に示すように、ＰＷＭ信号の周波数が１００Ｈｚの場合、光源部17では、電球色光源19Lのみが点灯し、電球色（２５００ｋ）の色温度で照明する。

ＰＷＭ信号の周波数が１０００Ｈｚの場合、光源部17では、昼白色光源19Nのみが点灯し、昼白色（６５００ｋ）の色温度で照明する。

ＰＷＭ信号の周波数が５５０Ｈｚの場合、光源部17では、電球色光源19Lと昼白色光源19Nとが所定の割合で点灯し、昼光色（４５００ｋ）の色温度で照明する。

このように、ＰＷＭ信号の１００〜１０００Ｈｚの範囲の周波数に応じて、電球色光源19Lと昼白色光源19Nとが所定の割合で点灯し、色温度が変化する。

そして、制御装置13により照明装置12を調光および調色制御する場合には、色温度が何度のときに何％調光というように規定することにより、色温度が一定のまま自然に調光できる。

このように第１の実施形態によれば、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて調光し、ＰＷＭ信号の周波数に応じて調色するため、制御装置13から照明装置12に２線の伝送線14で送信するＰＷＭ信号により、照明装置12の光源部17を簡単に調光および調色することができる。

また、調色制御するためのＰＷＭ信号の周波数は１００〜１０００Ｈｚの範囲内とするため、照明システム11の調光制御で標準化されているＰＷＭ信号の周囲数の範囲内で調色制御ができる。

次に、第２の実施形態を、図４を参照して説明する。第１の実施形態と同一構成については同一符号を用いてその説明を省略する。

光源部17の光源19として赤色点灯する赤光源19R、緑色点灯する緑光源19G、青色点灯する青光源19Bを用いることにより、任意の色温度に設定して照明することができる。

この場合にも、制御装置13により照明装置12を調光および調色制御する場合には、色温度が何度のときに何％調光というように規定することにより、色温度が一定のまま自然に調光できる。

なお、調色制御するためのＰＷＭ信号の周波数は１００〜１０００Ｈｚの範囲としたが、１００〜１０００Ｈｚの範囲の中であれば、もっと狭い範囲に規定してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。

11 照明システム
12 照明装置
13 制御装置
17 光源部
24 制御部

Claims

調光および調色可能な光源部と、１００〜１０００Ｈｚの周波数の範囲内で、かつ、５〜９５％のデューティ比のＰＷＭ信号を受信し、ＰＷＭ信号の前記デューティ比に応じて光源部を調光し、ＰＷＭ信号の前記周波数に応じて光源部を調色する制御部とを有する照明装置と；
調光制御に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を５〜９５％の範囲内で設定し、調色制御に応じてＰＷＭ信号の周波数を１００〜１０００Ｈｚの周波数の範囲内で設定し、設定したＰＷＭ信号を照明装置に送信する制御装置と；
を具備していることを特徴とする照明システム。