JP5800153B2 - 照明器具を制御するための電力供給機器および照明制御システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に照明器具を制御するための機器に関し、より詳しくは照明器具に電力を供給して制御するための電力供給機器に関する。

近年では、多くの国が主要な政策のうちの１つの政策として省エネルギーおよび炭素低減を提唱している。全エネルギー用途において、それは照明することによって消費される電気の大部分を占める。したがって、照明電力が減少させられることができる場合、熱および二酸化炭素放出を減少させるために多くの電気がきわめて節約されることができる。

照明システムを制御することによって省エネルギーを達成するために２つの方法がある。第１の方法は、光センサまたは生物学的センサ（赤外線センサ、超音波センサ、その他）のような、センサによって実行される。光センサは、システムがランプのオンオフを切替えることを可能にするために日光の強度を検出することができるが、それは屋外の領域だけにあてはまり、窓は、日光によって照射されることができる。バイオセンサは、人体の熱または動きを検出し、それによってランプのオンオフを切替えることができる。しかしながら、この種のセンサは限られた距離を検出することができるだけであり、システムは検知距離を越えてユーザの動きを検出することができない。したがって、要求を満たすために追加的なセンサが必要であり、システムのコストが増大される。システム拡張において、追加的なセンサおよび対応する導線が追加的なコストを増大するが、また、時間がかかる。もう一方の方法は、特定の領域内のランプのオン／オフ状態を設定するか、または特定の領域内のランプの輝度を変えるために、コンピュータソフトウェアまたは中央監視システムを通すことである。しかしながら、この方法は管理するために１台以上のコンピュータをセットアップする必要があり、コストが増大される。

上述したＬＥＤ光管が従来の蛍光管ソケットに対して全て用いられることができるとはいえ、ＬＥＤのオン／オフ状態、ＬＥＤの輝度およびＬＥＤの消費電力のような、ＬＥＤの状態は無線通信を通して制御されることができない。加えて、ＬＥＤランプセットの特定のグループがネットワーク通信を通して同期をとって制御されることができず、および、ＬＥＤランプセットの光が可視光ネットワーク通信を造るために利用されることもできない。

したがって、従来技術の欠点に基づいて、本発明は照明器具に電力を供給して制御するための新規の電力供給機器を提供する。

上述したものの欠点に基づいて、本発明の目的はシステムセットアップのコストを減少させ、いつでも照明器具の輝度またはオンオフ状態を設定する照明制御システムを提供することである。

本発明の一態様に従って、本発明は、マイクロプロセッサを備える、照明器具を制御するための電力供給機器を提供する。電力変換ユニットが、入力交流を直流に変換するためにマイクロプロセッサに連結される。無線通信モジュールが、無線信号を受信して送信するためにマイクロプロセッサに連結される。ネットワークモジュールが、マイクロプロセッサに連結される。ドライバ回路が、照明器具の発光素子を駆動するためにマイクロプロセッサに連結される。

本発明の別の態様によれば、電力供給機器がマイクロプロセッサに連結されるセンサおよびマイクロプロセッサに連結されるアキュムレータユニットまたはチャージャモジュールを更に備え、発光素子が発光ダイオードである。

本発明の一態様によれば、電力変換ユニットが第１の部分上に構成され、ならびに、マイクロプロセッサ、無線通信モジュール、ネットワークモジュールおよびドライバ回路が、第２の部分のプリント回路基板上に構成される。第１の部分は、第２の部分に連結される。

本発明の更に別の態様によれば、本発明は上述の電力供給機器、ルーターおよび遠隔制御装置を含む照明制御システムを提供する。ルーターは、電力供給機器の第１の無線通信モジュールと無線で通信するための第２の無線通信モジュールを含む。遠隔制御装置は、照明器具を制御するためにルーターに連結される。

本発明の構成要素、特性および利点は、明細書および添付される図面内に概説される好ましい実施態様の詳細な説明によって理解されることができる：

本発明に従って照明器具に電力を供給して制御するための電力供給機器の機能図を例示する。 本発明の別の実施態様に従って照明器具に電力を供給して制御するための電力供給機器の機能図を例示する。 本発明のさらに別の実施態様に従って照明器具に電力を供給して制御するための電力供給機器の機能図を例示する。 本発明に従う電力供給機器を含む照明制御システムの機能図を例示する。

本発明のいくつかの好ましい実施態様が、次により詳細に記述される。しかしながら、本発明の好ましい実施態様が本発明を限定することよりむしろ例証のために提供されることが認識されるべきである。加えて、本発明は明示的に記述されるものの他に広範囲にわたる他の実施態様で実践されることができ、および、添付の請求項内に指定される場合を除き、本発明の有効範囲は明白に限定されない。

図１を参照して、それは本発明に従って照明器具に電力を供給して制御するための電力供給機器の機能図を示す。電力供給機器１００は、電力変換ユニット１０１、マイクロプロセッサ１０２、ドライバ回路１０３、無線通信モジュール１０４およびネットワークモジュール１０５を備える。電力供給機器１００は、照明器具２００への電力のために設けられかつ照明器具２００を制御することが可能である。電力変換ユニット１０１、ドライバ回路１０３、無線通信モジュール１０４およびネットワークモジュール１０５は、マイクロプロセッサ１０２に連結される。一実施態様において、電力供給機器１００が２つの部分を備え、第１の部分が電力供給機器１００のフロントエンド上に構成され、および、第２の部分が電力供給機器１００のリアエンド上に構成される。第１の部分は、第２の部分に電気的に接続される。電力変換ユニット１０１はフロントエンド部分に配設され、ならびに、マイクロプロセッサ１０２、ドライバ回路１０３、無線通信モジュール１０４およびネットワークモジュール１０５はリアエンド部分に配設される。フロントエンド部分は、プラグに電気的に接続される。例えば、電力変換ユニット１０１は配線経由でプラグに電気的に接続される。電力変換ユニット１０１は、リアエンド部分の電子構成部品の動作を容易にするために、交流を直流に変換するために設けられる。電力変換ユニット１０１は、例えばコンバータである。マイクロプロセッサ１０２、ドライバ回路１０３、無線通信モジュール１０４およびネットワークモジュール１０５は、リアエンド部分のプリント回路基板上に構成される。ドライバ回路１０３は、照明器具２００に連結される。無線通信モジュール１０４は、通信を実行するためにＺｉｇｂｅｅ通信技術、Ｗｉ−Ｆｉ通信技術またはＷｉ−Ｍａｘ通信技術のような、無線通信技術を利用する。

一実施態様において、本発明の照明器具２００はランプチャンバ、端子ブロック、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびプリント回路基板を含む。ランプチャンバは本実施態様では蛍光管であり、それは保持スペースを含む。端子ブロックはランプチャンバの２つの側面に設けられ、および、各端子ブロックが第１の極および第２の極を含む。ドライバ回路１０３は、照明器具２００の端子ブロックの第１の極および第２の極に電気的に接続される。照明器具２００は、光源生成素子として発光ダイオードを利用する。プリント回路基板はランプチャンバ内に配設され、および、発光ダイオードがプリント回路基板上に構成される。ドライバ回路１０３が、照明器具２００の発光ダイオードを駆動するために用いられる。

別の実施態様において、本発明の電力供給機器１００が、温度、輝度、湿度、一酸化炭素の含量および煙の含量のような、環境データがそれによって収集されることができて、かつマイクロプロセッサ１０２および無線通信モジュール１０４またはネットワークモジュール１０５を通して携帯機器に送信されることができる環境センサのような、センサ１０６に更に接続されるかまたはそれを含むことができる。図２に示すように、センサ１０６はマイクロプロセッサ１０２に連結される。携帯機器は、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＰＤＡまたはノートパソコンである。

さらにもう一つの実施態様では、本発明の電力供給機器１００が、図３に示すように、アキュムレータユニットまたはチャージャモジュール１０７に更に接続されるかまたはそれを含むことができる。ブラックアウトが生じる時、電力がアキュムレータユニットまたはチャージャモジュール１０７によって供給されることができ、照明器具２００のＬＥＤが一時的照明を供給するために照らし続けることを可能にする。アキュムレータユニットまたはチャージャモジュール１０７は、電力変換ユニット１０１およびマイクロプロセッサ１０２と電気的に接続される。

図４に示すように、それは本発明の電力供給機器を含む照明制御システムの機能図を示す。照明制御システムは、電力供給機器１００、１台以上の照明器具２００、ルーター３００および遠隔制御装置４００を含む。ルーター３００は、無線通信モジュール３０２に組み込まれるかまたは接続され、無線通信モジュール３０２および電力供給機器１００の無線通信モジュール１０４が、同一の無線通信プロトコルを利用する。

一実施態様において、ルーター３００が制御ユニット３０１、無線通信モジュール３０２およびメモリ３０３を含む。制御ユニット３０１は、無線通信モジュール３０２およびメモリ３０３に連結される。ルーター３００は、無線通信モジュール３０２経由で電力供給機器１００の無線通信モジュール１０４と無線で通信している。ルーター３００は、電力供給機器１００に照明制御信号を送信してかつ更に照明器具２００の輝度およびオンオフ状態を制御する。さらに、ルーター３００は照明器具２００がオンするかまたはオフする時間を設定することができる。電力供給機器１００の無線通信モジュール１０４は、照明器具２００の輝度およびオンオフ状態を制御するためにルーター３００から照明制御信号を受信するために設けられることができる。

別の方法において、遠隔制御装置４００がルーター３００に遠隔で接続される。遠隔制御装置４００は、ローカルエリアネットワークまたはインターネットを通してルーター３００に接続されることができる。ルーター３００は、遠隔制御装置４００がログインするためのインタフェースを与えることができる。一実施態様において、ルーター３００は、輝度および照明器具２００をオンするかまたはオフする時間を設定するために、遠隔制御装置４００がログインするためのウェブベースのインタフェースを与える。遠隔制御装置４００は、例えばデスクトップコンピュータ、タブレットＰＣ、携帯電話またはスマートフォンである。遠隔制御装置４００は、ルーター３００によって与えられるウェブベースのインタフェースにアクセスするためにウェブブラウザを備える。換言すれば、遠隔制御装置４００の命令がルーター３００を通して照明器具２００のＬＥＤを制御することができる。

制御ユニット３０１は、無線通信モジュール３０２に連結される。制御ユニット３０１は、無線通信モジュール３０２経由で電力供給機器１００の無線通信モジュール１０４に送信する設定情報に基づいて調光制御信号を生成することができる。次いで、照明器具２００の状態が受信された調光制御信号に基づいて調節される。メモリ３０３は、照明器具２００の設定情報ならびに輝度およびオンオフ状態を記録するために制御ユニット３０１に連結される。一実施態様において、メモリ３０３は、遠隔制御装置４００がインターネットを通してログインすることを与えるためのウェブベースのインタフェースを含む。メモリ３０３は、照明器具２００の複数の設定情報を記憶することができる。

ルーター３００は複数の電力供給機器１００と無線で通信することができ、および、複数の電力供給機器１００の各々がネットワークモジュール１０５経由で特定のネットワークアドレスを得る。複数の電力供給機器１００の各々が、照明器具２００に電気的に接続されて照明グループを形成している。遠隔制御装置４００は、同期をとって動作する同一の照明グループを制御するために、ルーター３００の無線通信モジュール３０２を通して命令またはメッセージをそれらの対応する電力供給機器１００の無線通信モジュール１０４に無線で送信するために、制御命令またはメッセージを出す。

さらに、電力供給機器１００はネットワークモジュール１０５を含み、および、ルーター３００は特定のネットワークアドレスをネットワークモジュール１０５に割り当てることができる。したがって、複数のネットワークモジュール１０５が１台のルーター３００に共通に対応する時、ルーター３００は異なるネットワークアドレスを各ネットワークモジュール１０５に割り当て、一群のネットワークタイプＬＥＤ照明機器を形成することができる。

電力供給機器１００は、発光ダイオードの輝度または消費電力を制御するために、発光ダイオードに対してセグメントでまたはセグメントなしで上向きのまたは下向きのパラメータを送信する制御命令を受け入れることができる。例えば、制御命令を出力するために遠隔制御装置４００を使用することにより、発光ダイオードの輝度は２０％、４０％、６０％、８０％または１００％としてセグメントで制御されることができる。または、オンもしくはオフの制御命令を出力するために遠隔制御装置４００を用いて、発光ダイオードのオン／オフが制御されることができる。

一実施態様において、本発明の照明器具のランプチャンバおよび端子ブロックが従来の蛍光管のそれらと同じ形状およびサイズであるので、それらが従来の蛍光ソケット内に組み立てられ、ＬＥＤ照明機器を形成することができる。さらに、上述した実施態様は実現構成として蛍光管を利用する。蛍光管に実現される時、２個の端子ブロック（蛍光管の２つの側面に各１個）が設けられる。しかしながら、本発明はまた、他のランプセットに実現されることができ、例えば、電球に実現される時、１個の端子ブロックだけが設けられるが、端子ブロックがなお第１の極および第２の極を含む。

上記の記述は、本発明の好ましい実施態様である。当業者によって理解されるように、本発明の上述した好ましい実施態様は本発明を限定することよりむしろ本発明の例証となる。本発明は、添付の請求項の趣旨および範囲内に含まれる種々の変更および類似の配置を包含することを意図され、それの有効範囲は、全てのこの種の変更および類似の構造体を包含するために最も幅広い解釈を与えられるべきである。

１００ 電力供給機器
１０１ 電力変換ユニット
１０２ マイクロプロセッサ
１０３ ドライバ回路
１０４ 無線通信モジュール
１０５ ネットワークモジュール
１０６ センサ
１０７ アキュムレータユニットまたはチャージャモジュール
２００ 照明器具
３００ ルーター
３０１ 制御ユニット
３０２ 無線通信モジュール
３０３ メモリ
４００ 遠隔制御装置

Claims (5)

1. 照明器具を制御するための電力供給機器であって、前記電力供給機器は、
   マイクロプロセッサ、
   入力交流を直流に変換するために前記マイクロプロセッサに連結される電力変換ユニット、
   無線信号を受信してかつ送信するために前記マイクロプロセッサに連結される無線通信モジュール、
   前記マイクロプロセッサに連結されるネットワークモジュール、
   前記マイクロプロセッサに連結されるセンサであって、前記センサからのデータが前記ネットワークモジュールもしくは前記無線通信モジュールを通じて携帯機器に送信されるセンサ、および
   前記照明器具の発光素子を駆動するために前記マイクロプロセッサに連結されるドライバ回路、を備え、
   前記マイクロプロセッサ、前記無線通信モジュール、前記ネットワークモジュール、および前記ドライバ回路は一枚のプリント回路基板上に構成されており、
   前記電力供給機器は前記ネットワークモジュールを介して特定のネットワークアドレスを獲得することを特徴とする電力供給機器。
2. 前記マイクロプロセッサに連結されるアキュムレータユニットまたはチャージャモジュールを更に備える請求項１に記載の電力供給機器。
3. 照明器具を制御するための電力供給機器であって、前記電力供給機器が、
   電力変換ユニットを含む第１の部分と、
   前記第１の部分に連結する第２の部分と、を備え、前記第２の部分が、
   マイクロプロセッサであって、前記電力変換ユニットが、入力交流を直流に変換するために前記マイクロプロセッサに連結されるマイクロプロセッサ、
   無線信号を受信してかつ送信するために前記マイクロプロセッサに連結される無線通信モジュール、
   前記マイクロプロセッサに連結されるネットワークモジュール、
   前記マイクロプロセッサに連結されるセンサであって、前記センサからのデータが前記ネットワークモジュールもしくは前記無線通信モジュールを通じて携帯機器に送信されるセンサ、および
   前記照明器具の発光素子を駆動するために前記マイクロプロセッサに連結されるドライバ回路、を含み、
   前記マイクロプロセッサ、前記無線通信モジュール、前記ネットワークモジュール、および前記ドライバ回路は一枚のプリント回路基板上に構成されており、
   前記電力供給機器は前記ネットワークモジュールを介して特定のネットワークアドレスを獲得することを特徴とする電力供給機器。
4. 前記マイクロプロセッサに連結されるアキュムレータユニットまたはチャージャモジュールを更に備える請求項３に記載の電力供給機器。
5. 複数の電力供給機器と、ルーターと、遠隔制御装置とを備える照明制御システムであって、
   前記複数の電力供給機器の各々は、
   マイクロプロセッサ、
   入力交流を直流に変換するために前記マイクロプロセッサに連結される電力変換ユニット、
   無線信号を受信してかつ送信するために前記マイクロプロセッサに連結される第１の無線通信モジュール、
   前記マイクロプロセッサに連結されるネットワークモジュール、
   前記マイクロプロセッサに連結されるセンサであって、前記センサからのデータが前記ネットワークモジュールもしくは前記無線通信モジュールを通じて携帯機器に送信されるセンサ、および
   照明器具の発光素子を駆動するために前記マイクロプロセッサに連結されるドライバ回路、を備え、
   前記マイクロプロセッサ、前記無線通信モジュール、前記ネットワークモジュール、および前記ドライバ回路は一枚のプリント回路基板上に構成されており、
   前記ルーターは、前記第１の無線通信モジュールと無線で通信するための第２の無線通信モジュールを含み、
   前記遠隔制御装置は、前記照明器具を制御するために前記ルーターに連結され、
   前記ルーターは前記ネットワークモジュールの各々に対して特定のネットワークアドレスを割り当て、
   前記複数の電力供給機器の各々は前記ネットワークモジュールを介して特定のネットワークアドレスを獲得し、
   前記ルーターが前記複数の電力供給機器のネットワークモジュールの各々に対して特定のネットワークアドレスを割り当てることによって、ネットワークタイプの照明機器群を形成することを特徴とする照明制御システム。