JP5641309B2 - 照明装置および照明制御システム - Google Patents

Description

本実施形態は、光源として発光ダイオードが搭載された照明装置およびこの照明装置を具備する照明制御システムに関する。

発光ダイオードは、消費電力が小さく、長寿命であるので、近年、地球温暖化や環境保全等に対する一対策として、一般照明器具に使用されている。そして、当該照明器具を一般照明の他に、例えば防犯灯として使用することが行われている。すなわち、照明器具は、所定エリア内への侵入者を検知する人体検知センサを備え、人体検知センサが侵入者を検知した際に、光源としての発光ダイオードを点滅動作させる。この発光ダイオードの点滅により、侵入者の存在などの異常状態を知ることができるものである（例えば特許文献１参照。）。

また、主光源として赤・緑・青の３個の発光ダイオードを設けて、人感センサが人を一定時間以上検知すると、各発光ダイオードを所定の割合で点灯させることにより、不審者を威嚇できるような色を点滅させる照明器具が提案されている（特許文献２参照。）。

特開２００６−１１３７５２号公報（第６頁、第１図） 特開２０１０−３３８１０号公報（第４頁、第１図）

所定エリアや照明器具の近辺に所有者や管理者等が存在しないと、発光ダイオードが点滅しても、侵入者等を所有者や管理者等に知らせることができない。そして、発光ダイオードの点滅は、侵入者等に相応に威嚇や違和感などを与えるが、侵入者等を自ら所定エリアから退場させられないおそれがある。

また、不審者を威嚇できるような色光は、人によって異なるものである。したがって、不審者等によっては、威嚇を与えることができず、侵入者等を自ら所定エリアから退場させられないおそれがある。

本発明は、不所望のときに、人を照明エリアから高確率で退場させられる安価に形成可能な照明装置およびこの照明装置を具備する照明制御システムを提供することを目的とする。

本実施形態の照明装置は、照明装置本体および点灯装置を有して構成される。

本実施形態の照明装置本体は、光源として発光ダイオードが用いられ、この発光ダイオードを配設している。

本実施形態の点灯装置は、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路、前記直流電圧を所定の直流電圧に変換して発光ダイオードに出力するＤＣ−ＤＣ変換回路および発光ダイオードに１００％未満のオンデューティ比で電流が流れるようにＤＣ−ＤＣ変換回路を制御する制御回路を有して構成されている。

そして、制御回路は、外部から特定信号が入力されたときには発光ダイオードに流れる電流の周波数が１００Ｈｚ未満となるように、かつ特定信号が入力されないときには発光ダイオードに流れる電流の周波数が３００Ｈｚ以上となるようにＤＣ−ＤＣ変換回路を制御するものであり、前記点灯回路のＤＣ−ＤＣ変換回路が、前記発光ダイオードに流れる電流の周波数が１００Ｈｚ未満となるように前記制御回路により制御されることにより、前記発光ダイオードは点滅またはちらつくことを特徴とする。

本実施形態によれば、点灯装置は、外部から特定信号が入力されたときには発光ダイオードに流れる電流の周波数が１００Ｈｚ未満となるように制御するので、発光ダイオードは、１００Ｈｚ未満の周波数で点滅することになり、照明装置の照明エリアに停留している人に対して視覚効果により不快感や不安感等の心理的効果を与えることができて、高確率で照明エリアから退場させることが可能であるという効果を有する。

また、点灯装置は、外部から特定信号が入力されないときには発光ダイオードに流れる電流の周波数が３００Ｈｚ以上となるように制御するので、発光ダイオードは、３００Ｈｚ以上の周波数で点滅することになり、照明装置の照明エリアに停留している人に不快感等を与えることがなく、照明エリアをオンデューティ比に応じた明るさで照明できるという効果を有する。

そして、発光ダイオードに流れる電流の周波数の制御は、制御回路によるＤＣ−ＤＣ変換回路の制御により行えるので、発光ダイオードを所定の周波数で点滅させる別のスイッチング回路や遮断回路などを省略することができて、点灯装置を安価に形成することができ、これにより、安価に形成可能な照明装置が期待できる。

本発明の実施例１を示す照明制御システムのブロック図である。 同じく、点灯装置の概略回路図である。 同じく、オンデューティの期間を示す波形図である。 本発明の実施例２を示す照明制御システムのブロック図である。 本発明の実施例３を示す照明制御システムのブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施例の照明制御システム１は、図１に示すように、照明装置２および検出機器としての人体検出装置３を有して構成される。そして、照明装置２は、照明装置本体４および点灯装置５を有して構成される。照明装置本体４は、その内部に点灯装置５および光源としての発光ダイオード６を配設している。

照明装置本体４は、周知の形状や構造等に形成される。発光ダイオード６は、図示しない基板に複数個が実装され、その放射光を照明装置本体４から外方に放射可能に照明装置本体４内に配設されている。

そして、点灯装置５は、発光ダイオード６を１００％未満のオンデューティ比で点灯するとともに、本実施形態では、外部から入力した調光信号に応じて調光点灯するように形成されている。また、点灯装置５は、人体検出装置３から出力された特定信号を入力し、当該特定信号に応じて発光ダイオード６の点灯状態を制御するように形成されている。

人体検出装置３は、例えば図示しない人体検出センサや防犯カメラの画像認識等により、照明装置２の照明エリアに侵入した人体を検出し、この検出が所定時間以上に亘るときに人体検出信号としての特定信号を出力する周知の構成で形成されている。ここで、人体を所定時間以上に亘って検出している状態は、不所望な特定の状態を意味する。そして、人体検出装置３は、照明装置本体４に配設されてもよく、照明装置本体４と別置されるように設けられてもよい。

以下、点灯装置５について詳述する。

点灯装置５は、図２に示すように、ＡＣ−ＤＣ変換回路８、ＤＣ−ＤＣ変換回路９および制御回路１０を有して構成されている。そして、入力端子１１ａ，１１ｂが商用交流電源Ｖｓに接続され、出力端子１２ａ，１２ｂが照明装置本体４に配設された発光ダイオード６に接続されて、発光ダイオード６を点灯させるＬＥＤ点灯装置に形成されている。発光ダイオード６は、その複数個が直列接続されている。

ＡＣ−ＤＣ変換回路８は、全波整流回路１３、昇圧チョッパ回路１４および平滑用コンデンサＣ１を有して構成されている。そして、全波整流回路１３は、全波整流器１５およびトランスＴ１を有して形成されたノイズフィルタ回路１６を有して形成されている。全波整流器１５の入力端子は、ノイズフィルタ回路１６を介して入力端子１１ａ，１１ｂに接続されている。全波整流器１５の低電位側の出力端子は、コンデンサＣ２を介してアースＥに接続されている。全波整流回路１３は、商用交流電源Ｖｓの交流電圧例えばＡＣ１００Ｖを全波整流し、全波整流電圧を全波整流器１５の出力端子間に出力する。

昇圧チョッパ回路１４は、スイッチング素子である電界効果トランジスタＱ１のオンオフ動作により、全波整流回路１３から出力された全波整流電圧をチョッピングして一定の直流電圧例えばＤＣ４００Ｖを出力するものであり、周知の構成で形成されている。すなわち、全波整流器１５の出力端子間に接続されたインダクタＬ１および電界効果トランジスタＱ１の直列回路と、インダクタＬ１および電界効果トランジスタＱ１のドレインに接続された逆流防止用のダイオードＤ１を有して形成されている。ダイオードＤ１および電界効果トランジスタＱ１のソース間に、平滑用コンデンサＣ１が接続されている。

昇圧チョッパ回路１４は、電界効果トランジスタＱ１が制御回路１０により設定の周波数およびオンデューティでオンオフ制御されることにより、平滑用コンデンサＣ１の両端間に一定の直流電圧例えばＤＣ４００Ｖを発生させる。

ＤＣ−ＤＣ変換回路９は、降圧チョッパ回路に形成されている。すなわち、平滑用コンデンサＣ１に並列的に接続されたスイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ２およびダイオードＤ２の直列回路と、電界効果トランジスタＱ２のソースおよびダイオードＤ２に接続されたインダクタＬ２を有して形成されている。インダクタＬ２およびダイオードＤ２のアノードの間には、抵抗Ｒ１を介して平滑用コンデンサＣ３が接続されている。すなわち、ＤＣ−ＤＣ変換回路９の出力側は、平滑用コンデンサＣ３に接続されている。

抵抗Ｒ１は、ダイオードＤ２のアノードと平滑用コンデンサＣ３の負極側との間に接続され、ＤＣ−ＤＣ変換回路９内に流れる電流を検出する。制御回路１０は、当該電流に基づいて電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御し、平滑用コンデンサＣ３の両端間に所定の直流電圧を発生させる。

ＤＣ−ＤＣ変換回路９は、制御回路１０により電界効果トランジスタＱ２がオンオフ制御されることにより、平滑用コンデンサＣ１の両端間に発生した一定の直流電圧を降圧し、平滑用コンデンサＣ３の両端間に所定の直流電圧を発生させる。このように、ＤＣ−ＤＣ変換回路９は、ＡＣ−ＤＣ変換回路８から出力された直流電圧例えばＤＣ４００Ｖを所定の直流電圧に変換して出力する。

平滑用コンデンサＣ３の両端は、出力端子１２ａ，１２ｂに接続されている。平滑用コンデンサＣ３の両端間に発生した所定の直流電圧は、出力端子１２ａ，１２ｂに出力される。出力端子１２ａ，１２ｂには、直列接続された複数個の発光ダイオード６が接続されている。この直列接続された発光ダイオード６は、前記所定の直流電圧が印加されることにより、所定の電流が流れて発光（点灯）する。

制御回路１０は、集積回路（ＩＣ）を含んで構成されている。制御回路１０には、図１に示す人体検出装置３から特定信号が入力され、図示しない調光装置から調光信号が入力される。

そして、制御回路１０は、平滑用コンデンサＣ１の両端間に一定の直流電圧例えばＤＣ４００Ｖが発生するように昇圧チョッパ回路１４の電界効果トランジスタＱ１をオンオフ制御し、平滑用コンデンサＣ３の両端間に所定の直流電圧が発生するようにＤＣ−ＤＣ変換回路９の電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御するように形成されている。

そして、制御回路１０は、発光ダイオード６に１００％未満のオンデューティ比で電流が流れるように、ＤＣ−ＤＣ変換回路９の電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御するように形成されている。発光ダイオード６は、図３に示すように、オンデューティの期間に平滑用コンデンサＣ３から供給される電流が流れて点灯する。一方、オフデューティの期間では、平滑用コンデンサＣ３からの電流供給が非常に小さくなって消灯する。制御回路１０は、オンデューティの期間では、電界効果トランジスタＱ２を数十Ｋｚでオンオフ動作させ、オフデューティの期間では、電界効果トランジスタＱ２のオンオフ動作を停止させる。電界効果トランジスタＱ２が停止すると、平滑用コンデンサＣ３にＡＣ−ＤＣ変換回路８からの電流が供給されなくなり、平滑用コンデンサＣ３の両端間電圧が急速に低下する。これにより、発光ダイオード６に電流が供給できなくなる。

オンデューティ比は、オンデューティの期間とオフデューティの期間の合計期間（１周期）に対するオンデューティの期間の割合である。そして、１００％未満のオンデューティ比は、例えば３０〜８０％とすることができる。８０％のオンデューティ比があれば、発光ダイオード６の放射光で十分な照明光を得ることが可能である。また、３０％を下回るオンデューティ比であると、後述の不所望な特定の状態ときに、照明光によるちらつきの効果が得られないおそれがある。

発光ダイオード６を１００％未満のオンデューティ比で点灯させることにより、発光ダイオード６にオフデューティの期間には電流が流れないので、その分、省電力を図ることができる。

さらに、制御回路１０は、人体検出装置３から特定信号が入力されていないときには、発光ダイオード６に流れる電流の周波数が３００Ｈｚ以上となるように電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御するように形成されている。これにより、発光ダイオード６は、所定のオンデューティ比で、３００Ｈｚ以上の周波数で点灯（点滅）する。ここで、３００Ｈｚの周波数は、発光ダイオード６の点滅において、人に光のちらつきが目立たない程度となるものである。また、３００Ｈｚ以上の上限値は、制御回路１０の制御能力に応じて適宜設定すればよく、例えば１００ＫＨｚである。この１００ＫＨｚの周波数は、制御回路１０を高機能化させなくても可能である。

また、制御回路１０は、外部の人体検出装置３から特定信号が入力されたときには、発光ダイオード６に流れる電流の周波数が１００Ｈｚ未満の周波数となるように電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御するように形成されている。発光ダイオード６は、所定のオンデューティ比、例えば全光時のオンデューティ比で、１００Ｈｚ未満の周波数で点滅する。ここで、１００Ｈｚの周波数は、発光ダイオード６の点滅において、人に光のちらつきが強く目立って不快感等を与えるものである。また、１００Ｈｚ未満の下限値は、人に光のちらつきが強く目立って不快感や不安感などの心理的効果を与えることができる周波数とすればよい。下限値が１Ｈｚであっても前記心理的効果を与えることが可能であるが、本実施形態では、下限値を１０Ｈｚとすることにより、人に対して強く前記心理的効果が与えられる。

また、制御回路１０は、外部の調光装置から入力される調光信号に応じて、発光ダイオード６を調光点灯させるように形成されている。すなわち、調光信号に応じて、電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御し、発光ダイオード６に電流が流れるオンデューティの期間を可変させる。

なお、制御回路１０は、発光ダイオード６を１００％未満の所定のオンデユーティ比で点灯させるとともに、調光信号に応じて電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御して、平滑用コンデンサＣ３の両端間に発生する所定の直流電圧を可変するようにしてもよい。これにより、直列接続された発光ダイオード６の両端間には、調光信号に応じた直流電圧が印加され、発光ダイオード６は、そのオンデューティの期間に調光信号に応じた電流が流れて調光点灯する。

次に、本発明の実施例１の作用について述べる。

図１において、通常時、点灯装置５は、光源である発光ダイオード６に流れる電流を調光信号に応じた１００％未満の所定のオンデューティ比でかつ３００Ｈｚ以上の周波数で点滅させる。なお、通常時、照明装置２は、人体検出装置３からの特定信号を無効としている。照明装置２の照明エリアは、調光信号に応じた照度で照明される。そして、照明エリア内に停留している人は、発光ダイオード６からの照明光に対してちらつきを感じることがなく、照明光により不快感など感情を害することがないものである。

そして、照明装置２の照明エリアに人が侵入しないことを所望するときには、例えば設定により、照明装置２は、人体検出装置３からの特定信号を有効とするものである。

そして、照明エリアに人が侵入し、所定時間に亘って停留しているときには、すなわち不所望な特定の状態であるときには、人体検出装置３から特定信号が出力され、点灯装置５の制御回路１０に入力される。点灯装置５は、発光ダイオード６に流れる電流が全光時のオンデューティ比（例えば８０％）でかつ１００Ｈｚ未満の周波数となるようにして、発光ダイオード６を点滅させる。照明エリアは、発光ダイオード６のちらつきの照明光で照明される。照明エリア内に停留している人は、照明光のちらつきに対して不快感等が起きて感情が害されるようになり、行動が抑制されるようになり、やがて、不快感などに耐え切れなくなって照明エリアから退場する。

照明エリアから人が退場すると、人体検出装置３から特定信号が出力されなくなり、点灯装置５は、発光ダイオード６に流れる電流が調光信号に応じた所定のオンデューティ比でかつ３００Ｈｚ以上の周波数となるようにして発光ダイオード６を点滅させる。また、発光ダイオード６の消灯時に、発光ダイオード６を１００Ｈｚ未満の周波数で点滅させたときには、発光ダイオード６を消灯させる。

このように、照明エリアに侵入した人は、発光ダイオード６の１００Ｈｚ未満の周波数での点滅により、自ら照明エリアから退場するので、不所望な特定の状態である時間帯に照明エリアに人が侵入することが抑制されるとともに、照明装置２の所有者や管理員などに人の侵入を報知することを要しないものである。

上述したように、本実施形態の照明制御システム１によれば、照明装置２の点灯装置５は、人体検出装置３から特定信号が入力されたときには発光ダイオード６が１００Ｈｚ未満の周波数で点滅するように制御するので、照明装置２の照明エリアは、発光ダイオード６の照明光が１００Ｈｚ未満の周波数でちらつく。これにより、照明エリアに停留している人に対して視覚効果により不快感や不安感等の心理的効果を与えることができて、高確率で照明エリアから退場させることが可能であるという効果を有する。

そして、点灯装置５は、人体検出装置３から特定信号が入力されないときには発光ダイオード６が１００％未満の所定のオンデューティ比で３００Ｈｚ以上の周波数で点滅するように制御するので、照明装置２（点灯装置５）の省電力を図ることができるとともに、照明装置２の照明エリアは、人が発光ダイオード６の照明光にちらつきを感じることなく照明され、照明エリアに停留している人に不快感などを与えることがなく、照明エリアを調光信号に応じた明るさで照明できるという効果を有する。

そして、発光ダイオード６に流れる電流のオンデューティ比および周波数の制御は、制御回路１０によるＤＣ−ＤＣ変換回路９の電界効果トランジスタＱ２のオンオフ制御により行えるので、発光ダイオード６に流れる電流の周波数を可変させて発光ダイオード６を点滅させる別のスイッチング回路や遮断回路などを省略することができて、点灯装置５を安価に形成することができる。これにより、照明装置２および照明制御システム１を安価に形成可能であるという効果を有する。

図４は、本発明の実施例２を示す照明制御システムのブロック図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図４に示す照明制御システム１８は、図１に示す照明制御システム１において、人体検出装置３に替えて検出機器としての火災検知装置３Ａを設けたものである。火災検知装置３Ａは、熱線センサまたは煙センサ１９が火災を検知すると、特定信号（火災信号）を点灯装置５の制御回路１０に出力するように形成されている。ここで、熱線センサまたは煙センサ１９は、照明装置２の近辺に設けられていてもよく、離間した位置に設けられていてもよい。熱線センサまたは煙センサ１９が火災を検知することは、不所望な特定の状態を意味する。

本実施形態の照明制御システム１８は、火災検知装置３Ａが火災発生を検知して特定信号を出力すると、照明装置本体４に配設された発光ダイオード６が１００Ｈｚ未満の周波数で点滅される。照明装置２の照明エリアは、１００Ｈｚ未満の周波数で照明光がちらつく。これにより、照明エリア内にいる人に対して視覚効果により不快感や不安感等の心理的効果を与えることができて、高確率で照明エリアから退場させることが可能である。したがって、照明エリアまたはその近辺で火災が発生したときに、避難者を自ら避難させることができるという効果を有する。

図５は、本発明の実施例３を示す照明制御システムのブロック図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図５に示す照明制御システム２０は、図１に示す照明制御システム１において、人体検出装置３に替えて検出機器としての放射線検知装置３Ｂを設けたものである。放射線検知装置３Ｂは、放射線検出器２１が人体に有害な放射線を検知すると、特定信号（放射線漏洩信号）を点灯装置５の制御回路１０に出力するように形成されている。放射線検出器２１は、照明装置２の照明エリア内、照明エリアの近辺または照明エリアから離間した位置に設けられている。放射線検出器２１が人体に有害な放射線を検知することは、不所望な特定の状態を意味する。

本実施形態の照明制御システム２０は、放射線検知装置３Ｂが放射線漏れの発生を検知して特定信号を出力すると、照明装置本体４に配設された発光ダイオード６が１００Ｈｚ未満の周波数で点滅される。照明装置２の照明エリアは、１００Ｈｚ未満の周波数で照明光がちらつく。これにより、照明エリア内にいる人に対して視覚効果により不快感や不安感等の心理的効果を与えることができて、高確率で照明エリアから退場させることが可能である。したがって、照明エリアまたはその近辺で有害な放射線漏れが発生したときに、避難者を自ら迅速に避難させることができるという効果を有する。

１，１８，２０…照明制御システム、 ２…照明装置、 ３…検出機器としての人体検出装置、 ３Ａ…検出機器としての火災検知装置、 ３Ｂ…検出機器としての放射線検出装置、 ４…照明装置本体、 ５…点灯装置、 ６…発光ダイオード

Claims (2)

1. 発光ダイオードを配設している照明装置本体と；
   交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路、出力側が前記発光ダイオードに接続され前記直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するＤＣ−ＤＣ変換回路および前記発光ダイオードに１００％未満のオンデューティ比で電流が流れるように前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を制御する制御回路を有してなり、前記制御回路は、外部から特定信号が入力されたときには前記発光ダイオードに流れる電流の周波数が１００Ｈｚ未満となるように前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を制御するように形成されているとともに、前記特定信号が入力されないときには前記電流の周波数が３００Ｈｚ以上となるように前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を制御するように形成されている点灯装置と；
   を具備し、
   前記点灯回路のＤＣ−ＤＣ変換回路が、前記発光ダイオードに流れる電流の周波数が１００Ｈｚ未満となるように前記制御回路により制御されることにより、前記発光ダイオードは点滅またはちらつくことを特徴とする照明装置。
2. 不所望な特定の状態を検出して特定信号を出力する検出機器と；
   この検出機器から出力された特定信号が前記点灯装置の制御回路に入力される請求項１記載の照明装置と；
   を具備していることを特徴とする照明制御システム。

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