JP5786205B2 - 照明システム、照明灯具及びその灯具制御モジュール - Google Patents

Description

本発明は、照明システム、照明灯具及びその灯具制御モジュールに関し、特に、集中型であり、予備電源（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）とホットプラグ（ｈｏｔ ｓｗａｐｐｉｎｇ）可能な電源供給構成を有し、小型で、軽量、低電磁干渉（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＥＭＩ）であり、長寿命、メンテナンスが容易な照明灯具、及びこの照明灯具を適用した照明システムに関する。

照明装置は、人間の生活で重要な役割を果たしている。各種建物、交通手段又は装飾品にわたって、その適用が見られる。人間にとって、照明装置は、単に照明を提供する道具だけではなく、人間の生活に強い影響力を与えている。

現在、よく見掛けられる照明装置としては、白熱灯、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）灯などがある。従来の白熱灯は、タングステン線に通電して、高熱を発生して発光することで照明する。しかしながら、このような発光方式は、非常に電力を費やすため、蛍光灯が白熱灯に次第に取って代わっている。

蛍光灯は、高電圧を電極に印加することで電子を発射して、電子を水銀蒸気の原子に衝突させて、電離と励起現象を発生させる。水銀蒸気の原子が励起状態から原始状態に復すると、波長２５３．７ｎｍの、人間の肉眼で不可視な光線範囲にある電磁波が送信される。従って、各種の異なる蛍光物質を更に利用して、この電磁波を吸収して可視光線に変換することで、蛍光灯から様々な異った色を発出させることができる。

また、環境保護と省エネという目標を達成するために、人間が発光ダイオード照明モジュールも開発した。発光ダイオードが適当な順バイアスにされる場合、電子、電子孔は、別々にＮ、Ｐの両端に注入されてから、Ｐ／Ｎ界面領域で結合することで、発光ダイオードを発光させる。これは、電子が高エネルギー状態から低エネルギー状態に落ちて電子孔に結合し、エネルギーを光の形式で放出するからである。

普通の発光ダイオードは、直流電流によって光エネルギーを生じる必要があるため、市販の発光ダイオード灯具は、交流／直流変換器整流器（ＡＣ‐ｔｏ‐ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含み、交流電流を直流電流に変換して発光ダイオードに使用させる。普通の交流／直流変換器整流器は、スイッチング（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）整流器である場合が多い。スイッチング整流器は、好適な電力変換比率を有するが、強い電磁干渉（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＥＭＩ）のみならず、大きい体積も更に有する。このように、発光ダイオード灯具は、大きい体積を有するのみならず、安全規格認証においても複雑である。なお、発光ダイオードは、寿命がスイッチング整流器におけるコンデンサー、インダクタ等のような他の電子素子のよりはるかに大きい。従って、スイッチング整流器を照明灯具の外に設置すれば、灯具の寿命とスイッチング整流器へのメンテナンスの利便性を大幅に向上させる。

従って、低い電磁干渉で小さい灯具体積を有する照明システムが必要となる。

本発明の一側面は、照明灯具と、灯具制御モジュールと、を具備する照明システムを提供することにある。灯具制御モジュール及び照明灯具は、低電磁干渉で小体積な電子装置のみを用いて電気エネルギーを光源に供給するため、この照明システムも、小体積で低電磁干渉な照明灯具を提供する。

本発明の一実施例によると、この照明システムは、少なくとも１つの照明灯具と、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器と、を具備する。各照明灯具は、少なくとも１つの光源と、光制御モジュールと、灯具筐体と、電源線と、を備える。光制御モジュールは、光源に電気的に接続されて、直流電流を提供して光源を駆動する。光制御モジュールは、電流制御ユニットと、少なくとも１つのスイッチユニットと、処理ユニットと、を有する。電流制御ユニットは、直流電流源出力を提供することに用いられる。スイッチユニットは、光源に電気的に接続されて、直流電流を光源の少なくとも１つに選択的に供給する。処理ユニットは、電流制御ユニットに電気的に接続されて、直流電流の値を調整する。灯具筐体は、光源及び光制御モジュールを収納する。電源線は、灯具筐体に貫設され、光制御モジュールに電気的に接続されて、直流電圧を光制御モジュールに提供する。ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器は、交流電圧を直流電圧に変換して、直流電圧源出力を光制御モジュールに提供するための少なくとも１つのＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを備える。

本発明の別の実施例によると、この灯具制御モジュールは、少なくとも１つの光源と、光制御モジュールと、を含む。光制御モジュールは、光源に電気的に接続されて、電気エネルギーを光源に提供する。光制御モジュールは、電流制御ユニットと、少なくとも１つのスイッチユニットと、処理ユニットと、を有する。電流制御ユニットは、直流電流源出力を提供することに用いられる。スイッチユニットは、光源に電気的に接続されて、スイッチ制御信号によって直流電流源出力を光源の少なくとも１つに選択的に供給する。処理ユニットは、電流制御ユニットに電気的に接続されて、光源に提供された直流電流の値を調整する。

本発明のさらに他の実施例によると、この照明灯具は、少なくとも１つの光源と、光制御モジュールと、灯具筐体と、電源線と、を備える。光制御モジュールは、光源に電気的に接続されて、電気エネルギーを光源に提供する。光制御モジュールは、電流制御ユニットと、少なくとも１つのスイッチユニットと、処理ユニットと、を有する。電流制御ユニットは、直流電流源出力を提供することに用いられる。スイッチユニットは、光源に電気的に接続されて、スイッチ制御信号によって直流電流源出力を光源の少なくとも１つに選択的に供給する。処理ユニットは、電流制御ユニットに電気的に接続されて、光源に提供された直流電流の値を調整する。灯具筐体は、光源及び光制御モジュールを収納する。電源線は、灯具筐体に貫設され、光制御モジュールに電気的に接続されて、直流電圧を光制御モジュールに提供する。

上記説明から分かるように、本発明の実施例の照明灯具は、低電磁干渉で小体積な電流制御ユニットのみを用いて電気エネルギーを光源に供給し、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器を照明灯具の外に独立させることで、照明灯具による電磁干渉を削減し、灯具の体積を小さくする利点を持つことができる。

本発明の前記又は他の目的、特徴、及びメリットをより分かりやすくするために、下文では、特に、複数の好ましい実施例を挙げて、添付の図面に合わせて、下記のように説明する。

本発明の実施例による照明システムを示す機能ブロック模式図である。 本発明の実施例による照明灯具の外観の構造を示す模式図である。 本発明の実施例による灯具制御モジュールの機能を示すブロック模式図である。 本発明の実施例による灯具制御モジュールを示す機能ブロック模式図である。 本発明の実施例による灯具制御モジュールを示す機能ブロック模式図である。 本発明の実施例による灯具制御モジュールを示す機能ブロック模式図である。 本発明の実施例による灯具制御モジュールを示す機能ブロック模式図である。 本発明の実施例による灯具制御モジュールを示す機能ブロック模式図である。 本発明の実施例による照明システムを示す機能ブロック模式図である。

本発明の実施例による照明システム１０を示す機能ブロック模式図である図１を参照する。照明システム１０は、少なくとも１つの照明灯具１００と、少なくとも１つのＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２００と、少なくとも１つの調光装置３００と、を具備する。ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２００は、住宅用電気を受信して直流電圧源出力に変換して、照明灯具１００の光制御モジュール１１２に提供するための少なくとも１つのＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１０を備える。本実施例において、調光装置３００は、利用者により灯具１００の輝度を制御するための、アナログ調光モジュール（例えば、アナログ抵抗調光モジュール）又はデジタル調光モジュール（例えば、デジタル通信プロトコル調光モジュール）であってよい。

ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２００は、住宅の配電箱内に設けられることができるが、これに限定されない。照明灯具１００は、住宅の配線を通じてＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２００に電気的に接続されることができる。このように、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２００による電磁干渉を避けることができるのみならず、灯具の交換及び取り付けをより容易にすることもできる。また、本発明の実施例のＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１０は、ホットプラグインターフェースを有する。このように、ＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器２００が複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１０を有する場合、１つのＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１０が破損すると、故障したＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを直接に取り除いて、新しいＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを交換することができる。交換中、他のＡＣ‐ＤＣ電源モジュール２１０は、この故障したＡＣ‐ＤＣ電源モジュールの代わりに働くため、照明灯具１００の照明機能は、依然として影響されない。

本発明の実施例による照明灯具１００の外観の構造を示す模式図である図２、及び本発明の実施例による灯具制御モジュール１１０を示す機能ブロック模式図である図３を同時に参照する。照明灯具１００は、灯具制御モジュール１１０と、電源線１２０と、灯具筐体１３０と、を備える。灯具制御モジュール１１０は、灯具筐体１３０の中に設けられており、光源１１４と、光制御モジュール１１２と、を含む。電源線１２０は、灯具筐体１３０に貫設され、灯具制御モジュール１１０に電気的に接続されて、直流電圧源出力を灯具制御モジュール１１０の光制御モジュール１１２に提供する。

図３に示すように、灯具制御モジュール１１０は、少なくとも１つの光源１１４と、少なくとも１つの光制御モジュール１１２と、を含む。光制御モジュール１１２は、処理ユニット１１２ａと、電流制御ユニット１１２ｂと、少なくとも１つのスイッチユニット１１２ｃと、を有する。本実施例において、光源１１４は、発光ダイオードであるが、本発明の実施例は、これに限定されない。本発明の他の実施例において、光源１１４は、直流電流を用いる他の光源であってよい。光制御モジュール１１２は、直流電流を光源１１４に選択的に供給して、光源１１４の一部又は全体をオンにすることに用いられる。下記説明において、光制御モジュール１１２における各部品の機能について、詳しく紹介する。

電流制御ユニット１１２ｂは、電源線１２０を通じて外部電源から提供された直流電圧源を受信して、この直流電圧源を直流電流源に変換することで直流電流を光源１１４に提供するとともに、スイッチ制御信号をスイッチユニット１１２ｃに提供することに用いられる。スイッチユニット１１２ｃは、電流制御ユニット１１２ｂと光源１１４との間に電気的に接続されて、直流電流を光源１１４の少なくとも１つに選択的に供給する。スイッチユニット１１２ｃの制御端子は、電流制御ユニット１１２ｂに電気的に接続されて、電流制御ユニット１１２ｂにより伝送されたスイッチ制御信号によって、オン／オフ操作を行う。

処理ユニット１１２ａは、電流制御ユニット１１２ｂに電気的に接続されて、利用者制御信号によって電流制御ユニット１１２ｂの出力したスイッチ制御信号を決め、電流制御ユニット１１２ｂの出力した直流電流の値を調整する。例えば、利用者は、４つの光源をオンにして輝度を最大に調節しようとする場合、電子装置（例えば、リモコン）によって制御信号を処理ユニット１１２ａに送信する。処理ユニット１１２ａは、利用者制御信号を受信すると、信号を電流制御ユニット１１２ｂに発信して、スイッチ制御信号の値を決める。そして、電流制御ユニット１１２ｂは、スイッチ制御信号を出力して４つのスイッチユニット１１２ｃをオンにして、４つの電流通路を４つの光源１１４に提供する。同時に、処理ユニット１１２ａは、電流制御ユニット１１２ｂを制御して直流電流の値を最大値に調整して、４つの光源１１４を何れも最大輝度で発光できるようにする。

上記説明から分かるように、本発明の実施例の灯具制御モジュール１１０は、ＡＣ‐ＤＣ電源供給器を含まず、つまり、その光制御モジュール１１２は、処理ユニット１１２ａ、電流制御ユニット１１２ｂ、スイッチユニット１１２ｃ、及びその他の必要な受動素子（例えば、抵抗、コンデンサー等）しか有しない。電流制御ユニット１１２ｂのみを用いて電気エネルギーを提供するため、本発明の実施例の灯具制御モジュール１１０による電磁干渉は、大幅に減少することが可能である。

また、注意すべきなのは、本発明の他の実施例において、スイッチユニット１１２ｃと光源１１４との対応関係は、一対一に限定されない。例えば、本発明の他の実施例において、スイッチユニット１１２ｃと光源１１４との対応関係は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、一対多又は多対一であってよい。また、例えば、本発明の他の実施例において、図３Ｃに示すように、照明灯具１００に備えられるスイッチユニット１１２ｃ及び光源１１４の数は、１つのみであってよい。

なお、スイッチユニット１１２ｃは、電流制御ユニット１１２ｂと光源１１４との間に電気的に接続される場合に限定されず、スイッチ制御信号も、電流制御ユニット１１２ｂに提供される場合に限定されない。例えば、図３Ｄに示すように、本発明の他の実施例において、スイッチユニット１１２ｃは、光源１１４と接地電圧との間に電気的に接続されることができる。また、例えば、図３Ｅに示すように、本発明の他の実施例において、スイッチ制御信号は、処理ユニット１１２ａから提供されることができる。図３Ｄ及び図３Ｅに示した点線は、スイッチ制御信号の例示の経路を表す。

本発明の実施例による照明システム２０を示す機能ブロック模式図である図４を参照する。照明システム２０は、照明システム１０に似ているが、リモコン４００を更に具備し、照明灯具１００の処理ユニット１１２ａが遠隔探知機能を有することで異なる。本実施例の照明システム２０は、リモコン４００を提供して、利用者によりワイヤレスで照明灯具１００の輝度を制御するようにする。利用者がリモコン４００のボタンを押すと、照明灯具１００の処理ユニット１１２ａは、リモコン４００の送信した利用者制御信号を受信して、この信号に応じてスイッチユニット１１２ｃ及び電流制御ユニット１１２ｂの出力した電流値を制御して、光源１１４をオン／オフにして光源の輝度を調整する。照明システム２０は、本発明の実施例の照明システム１０よりも便利である。

また、リモコン４００としては、利用者のスマートフォンであってもよい。例えば、利用者は、インターネットを利用してアプリケーション（ＡＰＰ）をダウンロードして、スマートフォンにワイヤレス信号を発射して処理ユニット１１２ａを制御する機能を持たせることができる。

注意すべきなのは、本発明の他の実施例において、調光装置３００は、利用者による遠隔制御を容易にするように、遠隔探知機能を持つこともできる。

本発明は、複数の実施例によって、上記のように開示されたが、それは本発明を限定するものではなく、本発明の技術分野において、当業者なら誰でも、本発明の精神と範囲から逸脱しない範囲内で、多種の変更や修飾を加えることができるため、本発明の保護範囲は、後の請求の範囲に規定されたものに準ずる。

１０、２０ 照明システム
１００ 照明灯具
１１０ 灯具制御モジュール
１１２ 光制御モジュール
１１２ａ 処理ユニット
１１２ｂ 電流制御ユニット
１１２ｃ スイッチユニット
１１４ 光源
１２０ 電源線
１３０ 灯具筐体
２００ モジュール化電源供給器
２１０ ＡＣ‐ＤＣ電源モジュール
３００ 調光装置
４００ リモコン

Claims (6)

1. 照明システムであって、
   少なくとも１つのＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器と、
   少なくとも１つの照明灯具と、を具備し、
   前記少なくとも１つのＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器は、複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールを備え、前記複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールの各々は交流電圧を１つの直流電圧を持った直流電圧源に変換することに用いられ、
   前記少なくとも１つの照明灯具は、灯具制御モジュールを備え、
   この灯具制御モジュールは、少なくとも１つの光源と、光制御モジュールと、を備え、この光制御モジュールは、前記少なくとも１つの光源を駆動するための直流電流源を供給するために前記少なくとも１つの光源に電気的に接続され、
   前記複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールの各々は、前記照明灯具の外に配置されており、また、前記複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールは、前記複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールの全ての直流電圧に応じて、少なくとも１つの照明灯具に調整された直流電圧を供給するように構成されている、ことを特徴とする照明システム。
2. 前記光制御モジュールは、
   直流電流を供給するために用いられる電流制御ユニットと、
   少なくとも前記１つの光源に電気的に接続され、少なくとも１つのスイッチユニット制御信号に応じて前記電流制御ユニットを少なくとも１つの光源に直流電流を選択的に供給可能とする、少なくとも１つのスイッチユニットと、
   前記電流制御ユニットに電気的に接続され、利用者制御信号に応じて前記電流制御ユニットにより出力された前記直流電流を調整するための処理ユニットと、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
3. 前記少なくとも１つのスイッチ制御信号は、前記処理ユニットから提供される、ことを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
4. 前記少なくとも１つのスイッチ制御信号は、前記電流制御ユニットから提供される、ことを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
5. 前記少なくとも１つの照明灯具は、
   少なくとも１つの光源と光制御モジュールとを収納するハウジングと、
   前記ハウジングを通して配置され、前記光制御モジュールと前記少なくとも１つのＡＣ‐ＤＣモジュール化電源供給器との間に接続されて前記光制御モジュールに直流電圧源出力を供給する電源線と、を備える、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明システム。
6. 前記複数のＡＣ‐ＤＣ電源モジュールは、ホットプラグインターフェースを有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明システム。

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