JP6058623B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、追加の構成要素および回路を有する照明装置であって、この照明装置が１つ以上の電源からの電力消費の制御を可能にすることに関する。

本発明者は、以前に（ＧＢ２４４７４９５に）、幹線障害（停電）が検出された場合に、幹線供給ではなくバックアップ用のバッテリから照明装置に電力を供給することができる回路を有する電気照明装置を提案した。本発明は、機能性を高めるために、発明者が以前の照明装置を改良しまたは変更しようとしてなされたものである。

本発明の一態様によると、照明制御装置であって、一次入力電力接続部と、二次入力電力接続部と、出力電力接続部と、出力電力接続部に一次及び二次入力電力接続部からの電力の配送を制御するための電子回路と、を有し、電子回路は、一次入力電力接続部に使用時に接続される一次電源ネットワーク上の外部の電気負荷の指標を決定する手段と、決定された一次電源ネットワーク上の外部の電気負荷の指標に応じて二次入力電力接続部から引き出される電力を変更する手段とを有する。

引き出される電力を変更する手段は、一次入力電力接続部における決定された電気負荷に応じて一次電力接続部から引き出される電力を変更するように構成され得る。好ましい実施形態では、一次及び二次入力電力接続部から引き出される電力を変更する手段は、一次供給ネットワークにおける電気負荷に関わらず１以上の光源の明るさが実質的に同じままになるように、出力電力接続部に電力を供給するように構成され得る。

ある実施形態では、決定手段は、一次電源ネットワークの外部の電気負荷を示す信号を外部装置から受信するように構成されている。その場合には、信号が電力信号に変調され、決定手段は、受信した信号を復調する復調器を含み得る。

決定手段は、一次入力電力接続部において受信した電力信号の周波数の測定値を決定し、この周波数に基づいて、供給ネットワークにおける負荷を決定する。これは、測定が行われた時点における供給ネットワークの負荷の指標をほぼ瞬時またはリアルタイムに提供し得る。

この場合、電子回路はさらに、少なくとも１つの閾値を提供する手段と、閾値を電力信号の周波数の測定値と比較する手段とを有する。

決定手段が一次電源ネットワーク上に高い電気負荷が存在すると判断した場合、変更手段は、一次入力電力接続部から引き出される電力を減少させ得る。例えば、変更手段は、照明装置に関連付けられた二次電荷蓄積装置を充電するために使用される充電回路の動作を抑制することによって、一次入力電力接続部から引き出される電力を減少させ得る。追加的に又は代替的に、変更手段は、１つ以上の光源によって生成される照明の明るさを低減することによって、一次入力電力接続部から引き出される電力を減少させることができる。

所望であれば、照明装置は、照明装置に関連付けられた二次電源から引き出される電力と一次入力電力接続部から引き出される電力とを置き換え得る。この二次電源は、持続的な照明を提供する光源に電力を供給する目的のためにまたは他の目的のために主に提供されてもよい。

ある実施形態では、決定手段が一次電源ネットワークに低い電気負荷が存在すると判断した場合、変更手段は、一次入力電力接続部から引き出される電力を増加させる。これは、例えば、照明装置に関連付けられた二次電荷蓄積装置を充電するために使用される充電回路を動作させることによって、行われ得る。追加的に又は代替的に、これは、１つ以上の光源によって生成される照明の明るさを増加させることによって行い得る。

電子回路は、さらに、二次電源の残電荷を決定する手段を含むことができ、電荷の決定手段が二次電源の残電荷が第一の充電量より低いと決定した場合、変更する手段は、二次電源から引き出される電力の増加を抑制し得る。

二次電源は、電荷蓄積装置を含み、電子回路は、さらに、電荷蓄積装置の残電荷を決定する手段を含み、変更する手段は、電荷蓄積装置の残電荷に応じて二次電源から引き出される電力を変更するように構成され得る。

二次電源は、電荷蓄積装置を含む場合、変更する手段は、電荷蓄積装置の容量に応じて二次電源から引き出される電力を変更するように構成されてもよい。追加的に又は代替的に、高いグリッド需要の期間中には、変更する手段は、所定の期間にわたって二次電源から電力を引き出すように構成され得る。このとき、電子回路が電荷蓄積装置の残電荷を決定する手段を備える場合、変更する手段は、電荷蓄積装置の残電荷が閾値を下回るか、二次電源が第二の期間にわたって既に使用された場合に、上記所定の期間にわたって二次電源から引き出される電力を低減するように構成され得る。二次電源から引き出される電力の低減は、１つ以上の光源の明るさの低下をもたらし得る。

ある実施形態において、変更する手段は、二次電源から引き出される電力を低減する場合、一次電源から引き出される電力を増加させるように構成され得る。同様に、変更する手段は、二次電源から引き出される電力を増加する場合、一次電源から引き出される電力を低減するように構成され得る。

使用時に一次入力電力接続部に接続された一次電源ネットワーク上の外部の電気負荷の指標を決定する手段は、供給ネットワーク上のリアルタイムの負荷を決定するために一次入力電力信号の１つ以上のパラメータ（周波数及び電圧の少なくともいずれか）を測定するように構成され得る。

電子回路はまた、使用時に一次入力電力接続部に接続された外部インピーダンスを測定するための手段を含み得、変更する手段は、インピーダンス測定値に応じて二次電源から引き出される電力を制御するように構成され得る。これは、持続的な照明を提供する光源に電力を供給する目的のためまたは他の目的のためであり得る。

変更する手段は、電力信号が一次入力電力接続部に存在せず、インピーダンス測定値が所定の閾値未満である場合、二次電源から引き出される電力を増加させるように構成され得る。

ある実施形態では、決定する手段は、光信号トランデューサ、音響信号トランデューサ又は電磁波信号トランデューサの１つを使用して通信する。

１つ以上のシステム要素は、電球内または細長い管の筐体、または同様の透明又は半透明のハウジングに部分的に又は完全に封入され得る。あるいは、制御回路は、インラインアダプタ、変更された電源ユニット又は天井に取り付けることができる種類のアダプタに設置され得る。

高需要の期間中の一次電力接続部からの電力の消費を自動的に低減することにより、電気的なネットワークとの障害を最小限に抑えることができる。

照明装置は、既存の照明取り付け具や配線設置にレトロフィットし得、幹線電力供給から電力を供給される任意の従来型の照明装置を置き換えるか拡張し得る。

本発明及び他の態様は、添付の図面を参照して以下に説明される例示的な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

図１は、従来のソケットと配線設置と接続し、照明装置内の光源への一次電源からの電力供給を制御することが可能な照明装置の概略図である。 図２は、図１に示した照明装置が設置される典型的な照明回路を示す概略図である。 図３は、図１に示した照明装置の一部を形成する電子回路の主要な構成要素を示すブロック図である。 図４は、図３に示した回路の一部を形成する周波数感知回路の構成要素を示すブロック図である。 図５はさらなる実施形態を示す概略図であって、一次供給ネットワーク上の負荷を決定するための回路が、照明装置から離れて設けられている実施形態を示す概略図である。 図６は、二次電源を有さない照明装置の第２の実施形態において提供され得る代替的な回路を示すブロック図である。 図７は、従来の帯状の照明ソケットと接続し、図３または図６に示す回路を設けることができる管状照明装置の一実施形態の回路図である。 図８ａは、図３または図６に示す回路と設けることができるインラインアダプタを概略的に示す図である。 図８ｂは、概略的に、図３または図６に示す回路と設けることができる天井ローゼットアダプタを示している。 図９は、１つ以上の光源への電力供給を制御し、図３または図６に示す回路を有する修正された電源ユニットを概略的に示している。

概要
図１は、本発明を具体化した照明装置１の例を示している。この例では、照明装置１は、機械的に取り付け具５に接続されている光学的に透明／半透明のハウジング３を有する従来型に似た電球の形態である。取り付け具５は、照明装置１を従来のソケット（この場合、従来のスクリュー型ホルダとして図示）に接続するためのものであり、照明装置１をさらに一次電源に接続する。

１つ以上の光源７は、ハウジング３内に設けられている。この実施形態では、光源７は、照明装置１が広角な照明となるように、１つ以上のアレイ１１内に配置されている複数の発光ダイオード９を含む。最適な有効性、効率及び寿命を達成するために、ＬＥＤアレイ１１は機械的に固定され、ヒートシンク１３に接続されている。ヒートシンク１３の構成および機能は、出願人の以前の英国出願（ＧＢ１０１４４２８．５）に記載されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。図１に示すように、ヒートシンク１３は、バッテリ１７が搭載されるキャビティ１５を有する。以下でより詳細に説明するように、バッテリ１７は、幹線電源障害が発生した場合に、（複数の）光源７に電力を供給するためのものである。

電子回路１９は、照明装置１の基部２１内に設けられている。この実施形態では、電子回路１９は、一次供給ネットワーク上の外部の電気的な負荷の指標を決定する回路と、決定された指標に基づいて一次供給から引き込まれる電力を制御する回路とを含む。このように、照明装置１によって引き込まれる電力を、一次供給ネットワーク上の高需要の時期に低減することができ、および／または低需要の時期に増加させることができる。このように、この方法での照明装置１の動作は、（過度の消費者需要によって引き起こされる）幹線電源障害の可能性を低減するのに役立つ。需要におけるこの低減は全体の瞬間的な需要のごくわずかなパーセンテージであるが、多数の同様の照明装置１がこのように動作する場合にはこの需要における低減は著しい‐より安定した幹線供給ネットワークを提供するために役立ち得る。一次供給ネットワーク上の外部の電気的な負荷の指標が決定される方法は後により詳細に説明される。

照明回路
図２は、図１に示した照明装置１が設置され得る典型的な一次電源ネットワーク１２の概略図を示す一部である。図２に図示されるように、地方または全国電力網で供給されるＡＣ電力は典型的には、通常千ボルトオーダーの非常に高い送電電圧Ｄから、通常数百ボルトオーダーの低い幹線供給まで変圧器１４によって変圧される。変圧器１４の２次巻線は、ここでは建物１８への外部接続を表す端子１６越しに、１以上の地域の消費者に電力を提供する。この入力供給（電位Ｅとして示される）は通常、典型的には分電盤、消費者ユニットまたは同様のものにはめ込まれる電流制限保護装置２２（フューズ、ブレーカ回路等）を通過する。図２に示すように、２つのソケット２４−１と２４−２は、照明回路２８内で、ユーザの操作可能なスイッチ２６−１および２６−２を介して電流制限装置２２に接続される。スイッチ２６はソケット２４を電流制限装置２２に接続する１つのスイッチ２６のみまたは複数のスイッチであり得るが、この図では２路構成で示される。従って、そのようなソケット２４にはめ込まれた照明装置１は、光源７を発光させるための一次電源として幹線電源を有する。

動作モード
この実施形態では、照明装置１は、いくつかの異なる動作のモードを有し、適切な動作のモードは、照明装置１への一次電源上の外部の電気的負荷に基づいて決定される。この実施形態では、３つの異なる動作モード‐通常モード、エコノミーモードおよび充電モードを定義する３つの負荷のカテゴリがある。勿論、より少ない或いは多くのカテゴリを有する異なるカテゴリ（および動作モード）が使用され得る。この点に関して、照明装置１が有し得るいくつかの他の動作モードを示す、出願人によって出願中である英国出願１１０５４８５．５が参照され得る。

通常モード
動作の通常モードは、一次電源ネットワーク１２上に通常の負荷がある場合に起こる動作を定義する。通常動作モードの間、電子回路１９は、光源７を発光させるため及び回路１９に必要な電力を供給するために一次電源からの電力を使用する。通常モードの間には、バッテリ１７の充電が特に低い又は診断テストが実行されていると判定された場合、バッテリ１７はある最低限の容量レベルまで（或いは部分的に）充電され得る。

エコノミーモード
動作のエコノミーモードは、一次電源ネットワーク１２上に高負荷がある場合に起こる動作を定義する。このモードの間、電子回路１９は、照明装置１が一次電源から全く電力を引き出さないか（例えば適切な測定を行うための）最低限の電力を引き出すことを確実にする。このモードでは、必要な場合、一次電源から電力を全く引き出さないことを確実にするために、オプションとして、一次電源は照明装置１の電力を消費する構成要素から分離され又は隔離され得る。この実施形態では、電子回路１９が機能を提供し続けられるように、および照明装置１が動作のエコノミーモードの間であっても発光し続けられるように、バッテリ１７は２次電源を提供するために用いられる。この実施形態では、照明装置１は、バッテリの充電が定められた低い閾値レベル‐再び一次電源から電力が引き出され得るポイント‐未満に低下するまで、バッテリ１７から光源７へ電力を配送する。このモードでは、バッテリの充電は抑制される。

充電モード
動作の充電モードは、一次電源ネットワーク１２上に低負荷があるときに起こる動作を定義する。このモードでは、バッテリ１７は、必要に応じて一次電源のエネルギーを使用して、典型的にはステップダウン変圧器、スイッチ式電源または他の電圧低減および整流サブシステムを介して知的に（再）充電を行い得る。バッテリ１７の充電は、電子回路１９によって制御され、この電子回路１９は、充電率とセル電圧を監視して過充電を防止する。

診断およびモードインジケータ
この実施形態では、照明装置１は、電子回路１９に個別に接続された発光ダイオードの形態の診断インジケータ２３を有する。電子回路１９は、診断インジケータ２３を制御して、連続的または断続的に現在の動作モードを示す、及び／又は内部の任意の故障検出を示すことができる。これは、例えば、診断インジケータ２３の照明を変化させることにより達成され得、また、複数の異なるＬＥＤが異なる色で提供される場合には、これらを異なる診断状態を示すために点灯させることができる。

遠隔制御
図１に示すように、好ましい照明装置１はまた、照明装置１から離れた他の装置（図示せず）から信号を受信しまたは遠隔照明装置１から当該他の装置に信号を送信可能な、１つ以上の通信トランデューサ２５を含む。例えば、遠隔操作者による診断テストや設定が必要な場合、これらの外部信号を用いて照明装置１の動作を制御することができる。通信トランデューサ２５は、例えば、対応する無線信号を用いる遠隔装置と通信できる光学トランスデューサ（赤外トランスデューサ等）や音響や電磁トランスデューサ（ＲＦトランスデューサ等）であり得る。この遠隔装置は、簡単なバッテリかそうでければ携帯型コントローラであり、この携帯型コントローラは、ユーザが照明装置１に制御コマンドを入力するための複数の機能ボタン（等）を有する。

この遠隔制御機能を使って、例えば照明装置１によって生成される光の明るさを変化させ得る。これは、例えば（複数の）光源７に適用する電力（電流および電圧の少なくとも一方）を変化させることによってなし得る。あるいは、（複数の）光源７が、それぞれのグループが電子回路１９により独立に電力が供給される異なるグループに属するように構成される場合、そのときは同時に電力が供給される（複数の）光源７の数を変更することによって明るさを変化させ得る。また、遠隔制御機能を使用して、例えば、高需要時の電力低減およびまたは低需要時の充電に対する頻繁な感知を無効化する、照明装置１の基本的な動作やこれらのパラメータを変更することができる。

また、通信トランスデューサ２５を使用して、状態および診断情報の少なくともいずれかを遠隔装置と通信することができる。例えば、電子回路１９は、バッテリ１７の状態の変化を監視するように構成され、この残充電状態は遠隔装置に通信トランスデューサ２５を介して伝送され得る。

また通信トランスデューサ２５は、電子回路１９のメモリ内に蓄積するために外部装置を介してユーザプログラミング情報の入力を受信するために使用され得る。このユーザプログラミングは、例えば、一次電源によって供給される電力で動作する場合の発光の明るさ及び２次電源によって供給される電力で動作する場合の発光の明るさを定義し、又は、実行され及び診断用表示ランプ２３を介して伝送される自己診断テストと結果の頻度や様式を定義する。遠隔制御信号を使用して、電力障害や停電でない場合、又はユーザの操作可能なスイッチ２６が開いている場合にも、照明装置１を入り切りすることができる。この機能は、例えば、中央制御局が建物内の複数の照明装置１に指示を出す建物内のシナリオにおいて、スイッチを切る又は夜間の照明を目的とした定められたレベルの明るさでスイッチを入れるために使用することができ、又は機能テストのために、又は例えば火災警告制御システムから受信した信号によって指示を受けるような非常用目的のために使用することができる。
負荷決定
機械的な生成器から複数の負荷へ変化する電流を提供する電力系統ネットワークは典型的に、ネットワーク上の負荷が変わる場合に需要と供給をバランスする問題に苦労している。これらの負荷の電力要求が変化するため、生成器における需要の変化は結果として回転スピードの変化となって電流の周波数を異ならせ、結果として高負荷の期間には（短期及び長期の両方において）測定値が平均周波数より低く、低負荷の期間には平均周波数より高くなる。

一次電力信号の入力周波数の測定（全国的なネットワークであっても、ＡＣ電力ネットワーク１２の測定点に関わらない事実上一定の瞬間的な値を有する変数）は、一次電源ネットワーク１２上の電気的な負荷の指標を提供する。従って、後により詳細に説明されるように、電子回路１９は一次電力信号の周波数を測定し、この測定値から一次電源ネットワーク１２上に高負荷、通常負荷、又は低負荷があるかを決定する。そしてこの決定から動作モードを決定する。

電子回路
図３は、この好ましい実施形態において用いられる電子回路１９の主要な構成要素を示すブロック図である。図示されるように、回路１９は、取り付け具５内に備わる、一次電源回路１２と接続するための一次供給端子３３と、バッテリ１７（この図では不図示）のプラスとマイナス端子に接続するための２次供給端子３４とに接続される電源ユニット３１を含む。電子回路１９はまた、電離回路１９の動作を制御するプロセッサ３５と、一次供給端子３３で受ける一次電源信号の周波数を感知する周波数感知回路３７と、一次供給端子３３のインピーダンスを感知するインピーダンス感知回路３８と、端子３４を介してバッテリ１７を充電する充電回路３９と、様々な診断テストを実施し、端子４３を介して診断用インジケータ２３を制御する診断モジュール４１と、端子４７を介して接続された通信トランデューサ２５を介して遠隔装置と通信する通信モジュール４５とを有する。電子回路１９自体は、電源ユニット３１によって電力を供給され、この電源ユニット３１は、一次供給端子３３で受ける一次電力信号および／または２次供給端子３４で受ける２次電力信号から電子回路１９のための電力を生成する。

図３に示すように、本実施形態では、電子回路１９はまた、プロセッサ３５によって制御され、出力端子４９と５１を介して光源７を駆動するための所望の駆動電流を提供する、２つの出力ドライバ５０−１、５０−２とを含む。この実施形態では、光源７は、２つのグループ、即ち各グループの光源７がそれぞれひとつの出力ドライバ５０によって駆動されるように構成される。従って、この実施形態では、プロセッサ３５は、それぞれの出力ドライバ回路５０を制御することによって、両方のグループを同時に又はいずれか一方のグループの光源７のスイッチを入れることができる。プロセッサ３５はまた、それぞれの出力ドライバ回路５０のための所望の駆動電力を設定することによって、それぞれのグループの光源７の明るさを変化させることができる。

図３に示されるブロック図において、異なるモジュールは、プロセッサ３５からの別個のモジュールとして示されている。実際には、図３に示される多くのモジュールの多くの機能は、プロセッサ３５またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実行されるソフトウェアモジュールである。これらのモジュールは、異なるモジュールの機能および動作の容易な理解のために図３に示した形式で示されている。様々なモジュールのより詳細な説明をこれから示す。

電源ユニット
電源ユニット３１は、ステップダウン変圧器、スイッチモード電源または他の電圧低減又は整流サブシステムによって一次供給電圧を変換し、一次供給から得た電力を、照明装置１の動作を制御するプロセッサ３５に提供する（又は供給端子３３において一次供給がない場合に端子３４を介してバッテリ１７から電力を供給する）ように構成される。電源ユニット３１は、高電圧端子３３と、周波数感知回路３７を含む電子回路１９における低電圧モジュールとの間のインターフェースを提供するために電気的な隔離とステップダウン電圧変換を提供する。電源ユニット３１はまた、光源７を発光させるために必要な電力を供給する。

プロセッサ
この実施形態では、プロセッサ３５は、電子回路１９の心臓部であり、図３に示されるすべてのモジュールの動作を制御する。プロセッサ３５は、ＡＳＩＣデバイスに基づき得るが、好ましくは、メモリとその動作を規定するソフトウェアとを有する（たとえば、ＰＩＣマイクロコントローラのような）プログラム可能なプロセッサであり得る。このようなソフトウェア制御プロセッサは、インストール後に改善ソフトウェアや追加機能で更新することがより容易である。

出力ドライバ
出力ドライバ５０はプロセッサ３５によって制御され、光源７を駆動するために必要とされる駆動電流（又は電圧）を生成する。使用される出力ドライバ５０は、駆動される（複数の）光源７の技術及び構成に依存する。この実施形態では、光源７がＬＥＤであり、出力ドライバ５０は、個々か１つ以上のまとまりかに関わらずＬＥＤを駆動する効率的なパルス幅変調（ＰＷＭ）電流フィードバックのような機能を有する、商業上入手可能な統合回路ＬＥＤドライバであり得る。各出力ドライバ５０は、プロセッサ３５によって（独立にまたは単一のエンティティとして）制御され、その出力端子５１又は４９におけるそれぞれの異なる駆動電流（又は電圧）を生成することができる。出力ドライバ５０は、電源ユニット３１により生成された供給電圧から駆動信号を生成するためにこれらの電力を取得する。

通信モジュール
通信モジュール４５は、照明装置１と外部装置との間の通信を制御するように動作可能である。通信モジュール４５は、外部装置へ送信され、又は外部装置から受信されるデータの任意の必要な変調、復調、符号化及び復号化を実行する責務を有する。例えば、通信モジュール４５は、照明装置１の動作を遠隔監視するための遠隔装置に、診断モジュール４１から取得した診断データを送信し得る。あるいは、ユーザ設定データは、遠隔装置から通信モジュール４５によって受信され、プロセッサ３５にプログラムされ得る。データは、端子４７を介して通信トランデューサ２５を用いた通信モジュール４５によって受信され又は送信され得る。あるいは、通信モジュールは、電力供給端子３３を介し、一次供給ネットワーク１２を用いて外部装置からデータを受信および／または外部装置にデータを送信し得る。この場合、データ信号は、好ましくは、データ信号を電力信号から分離することができるように、一次電力信号自体の周波数よりも高い周波数の搬送波信号に変調される。

充電回路
この実施形態では、充電回路３９は、バッテリ１７の充電状態を監視し、必要なときおよび照明装置が充電動作モードにあるときにバッテリ１７を再充電するために設けられている。バッテリ１７の充電状態を監視することによって、充電回路３９は、バッテリ１７が過充電されないことを保証することができる。充電回路３９はまた、過去の記録と分析および／またはユーザへの出力のために、例えば通信モジュール４５を介して診断モジュール４１に現在のバッテリ充電状態を知らせることができる。この実施形態では、充電回路３９はまた、バッテリの充電が完全に枯渇して結果的に潜在的なバッテリの故障が生じないように、バッテリの使用を管理する。したがって、本実施形態では、充電回路３９は、バッテリの充電量が定められた低い閾値レベルを下回った場合に、バッテリから出力ドライバ５０への電力の供給を停止するようにプロセッサ３５に信号を送る。この低い閾値レベルは、一次電源が遮断された場合に、照明装置１が非常時用照明装置として所定の最小時間の間、バッテリ１７からの電力を使用して光を発光することができるようにも定義することができる。したがって、エコノミーモードで動作している場合−光源７がバッテリ１７から電力を供給されている場合、充電回路３９は、バッテリ１７の充電状態が充電レベルの閾値未満に低下したことを検出した場合に（光源７に一次電源から電力が供給されるように）照明装置１を通常の動作モードに戻らせることができる。

診断モジュール
診断モジュール４１は、さまざまな診断テストを実行し、診断インジケータ２３を介してユーザに診断結果を提示する。診断結果はまた、照明装置１の動作の過去の記録を維持するために、プロセッサ３５のメモリ（図示せず）内に格納され得る。診断モジュール４１は、バッテリの充電状態情報を得るために充電回路３９とやり取りを行うとともに、感知回路３７／３８、通信モジュール４５及び出力ドライバ５０の正しい動作を確認するためにこれらとやり取りを行い得る。診断モジュール４１はまた、診断インジケータ２３を介してユーザに装置内で検出された任意の障害を提示し得る。診断モジュール４１の動作は、通信モジュール４５を用いて受信した信号又は例えば端子３３を介する一次供給上で通信される他の信号のいずれかを介してユーザによって制御され、又はその実行の一部としてプロセッサ３５によって制御されることができる。

インピーダンス感知回路
インピーダンス感知回路３８は、電源ユニット３１を介した一次供給端子３３端のインピーダンスを感知するためのものである。大抵の設置では、（照明回路１が設置される）照明回路２８は、ユーザが、照明装置１のスイッチオン、オフを切り替えることができるようにするための１つ以上の手動で操作可能なスイッチ２６を含む。したがって、インピーダンス感知回路３８は、一次電源がユーザによるスイッチ２６の開放により切断された状況と、（複数の）スイッチが閉じられたまま一次電源障害が起きた状況とを区別するために用いられる。特に、一次電源障害が起きかつ照明スイッチ２６がスイッチオン状態である場合、感知されるインピーダンスは相対的に低く、これに対し、照明スイッチ２６においてユーザが照明をスイッチオフ状態にした場合、感知されるインピーダンスは相対的に高い。このように、感知されるインピーダンスが高い場合には、プロセッサ３５は、電力がバッテリ１７から光源７へ供給されないようにし、感知されるインピーダンスが低くかつ一次電力がない場合、プロセッサ３５はバッテリ１７から光源７へ電力が供給されないようにする。このインピーダンス感知を行うことができるこの方法は、出願人の以前の特許ＧＢ２４４７４９５および同時係属中の英国特許出願番号ＧＢ１１０５４８５．５に記載されている。

周波数感知回路
上述したように、周波数感知回路３７は、端子３３において受信した電力供給信号の周波数を感知するためのものである。この周波数感知は、測定が行われた時点でのリアルタイムのグリッド需要を決定するために実行される。この一次電源信号は、典型的には８８から２６５ボルトの範囲内のＲＭＳ電圧と照明回路が配置されている地理的区域に応じて５０または６０Ｈｚの公称周波数とを有するＡＣ信号である。一次電源ネットワーク１２の負荷による周波数の変動は、たいてい小さいものであるが、＋−５％程度あり得る。

この実施形態において周波数感知回路３７が周波数検知を実行する方法は、周波数感知回路３７の主要な構成要素を示す図４を参照してこれから説明される。図４に示すように、周波数感知回路３７は、一次電源信号の予想される正常な周波数を示す値を出力する基準周波数モジュール６１を有する。英国、ヨーロッパでは、これは５０Ｈｚに対応する値であり得、これに対し米国では、６０Ｈｚに対応する値であり得る。

周波数感知回路３７はまた、入力される電力供給信号（又はＰＳＵ３１によって供給され、少なくとも適宜電圧を低下させたもの）の周波数を測定する周波数測定モジュール６３を含む。周波数測定モジュール６３が電力供給信号の周波数を測定または決定することができる方法には、様々なものがある。例えば、電力供給信号の周波数は、電力信号が所定の期間内に（グラウンドなどの）基準電圧を通過する回数を、周波数測定モジュール６３がカウントすることを通して決定され得る。あるいは、入力信号は半波整流され、その後、パルス幅の変調された信号とＰＷＭ信号の立ち上がりエッジの間の時間を測定することによって決定された周波数に変換され得る。あるいは、入力信号は半波整流され、その後、その振幅が入力信号の周波数に依存する電圧を提供するように統合され得る。あるいは、周波数測定モジュール６３は、電力供給信号のスペクトルのピークに対応する周波数軸上の位置を識別するために、（周波数変換方法を用いて）電力供給信号の周波数分析を実行し得る。具体的には、予想される供給周波数の周りの多数の周波数ビンの数に対してＦＦＴが実行され得、そして最大の信号振幅を有する周波数ビンが電力供給信号の周波数を特定する。更なる代替として、電力供給信号は、並列のバンドパスフィルタの並び‐それぞれが異なる中央周波数を有し、電力供給信号が異なる負荷に対して有することが期待される周波数の範囲に広がったフィルタの中央周波数を有する、を通過し得る。そして、電力供給信号の周波数は、最大の出力信号レベルを有するフィルタを特定することによって決定され得る。もちろん、周波数測定モジュール６３が様々な他の技術を用いて又は採用して、入力される電力供給信号の周波数を測定し、定量化し、計算し、推定し、比較しまたは他の方法で分析することができる。

周波数測定モジュール６３によって決定された周波数は、次にコンパレータ６５を用いて基準周波数モジュール６１によって出力された参照用周波数と比較され、その比較結果は分析のためにプロセッサ３５に渡される。コンパレータ６５は、差動演算増幅器又は他の同様のハードウェアまたはソフトウェアコンポーネントであり得る。測定された周波数が第１の閾値量だけ基準周波数より低い場合、プロセッサ３５は、一次電源ネットワーク１２上に高負荷が存在すると判定し、上述したエコノミー動作モードに入る。測定された周波数が（第１の閾値量と同一又はヒステリシスを提供するために異なり得る）第２の閾値量だけ基準周波数より高い場合、プロセッサ３５は、一次電源ネットワーク１２上に低負荷が存在すると判定し、上述した充電動作モードに入る。測定された周波数が、これらの閾値量だけ基準周波数より高い場合又は低い場合のいずれでもない場合、プロセッサ３５は、電力供給ネットワーク１２上に通常の負荷が存在すると判定し、上述した通常動作モードに入る。プロセッサ３５はまた、決定された周波数に応じて、回路１９の一部を形成する他のデバイスを制御してもよい‐例えばインピーダンス感知回路３８をスイッチオンする又はスイッチオフする。

連続的に決定することができるものの、この実施形態では、周波数測定モジュール６３は、断続的に電力供給信号の周波数を決定するように構成される。断続的な決定は、定期的に、またはアドホックベースであり得る。この実施形態では、周波数測定モジュール６３は、毎秒ごとに一度、電力供給信号の周波数を決定するように構成されている。プロセッサ３５が一次供給ネットワークの負荷の変化を検出した場合、プロセッサ３５は、当該変化が測定誤差によるものではないことを確認するため、次の測定時刻を待たずに測定を繰り返すように周波数測定モジュール６３に指示し得る。一旦、変更された負荷を確認するいくつかの測定が行われると、プロセッサ３５はそれに応じて照明装置１の動作モードを変更する。

実際の供給電圧周波数は、通常、通常の負荷の条件下では５０Ｈｚでない場合もあるため、この実施形態では、基準周波数モジュール６１は、周波数測定モジュール６３によって決定された測定周波数の動作中の平均を使用することにより、通常使用の間に動的に調整される。このように、動作周波数の変化をゆっくりと変化させることは、計算から得られ得る。このようなゆっくりとした変動は、例えば電子回路１９における時間経過の効果によって生じ得る。この自己調整は、照明装置１が、公称５０Ｈｚの幹線回路に接続されているのかまたは６０Ｈｚの幹線回路に接続されているのかを自動的に決定できるようにし、それに応じて適切な基準周波数値を設定できるようにする。

さらに、この実施形態では、プロセッサ３５はまた、照明装置１が実際に幹線電力供給により電力を供給されているのか又は周波数の変動により大きく依存するローカル発電機によって電力を供給されているのかを決定するために、測定された周波数を使用するようにプログラムされ得る。特に、照明装置１が５０Ｈｚの幹線電力供給信号によって電力を供給されている場合、測定された周波数が４７Ｈｚ未満であるか５３Ｈｚよりも大きくなる可能性は非常に低い。同様に、照明装置１は、６０Ｈｚの幹線電力供給信号によって電力を供給されている場合、測定された周波数が５７Ｈｚ未満であるか６３Ｈｚのよりも大きくなる可能性は非常に低い。従って、プロセッサ３５は、測定された電源周波数が６３Ｈｚより低い、６３Ｈｚより高い、もしくは５３Ｈｚと５７Ｈｚの間である場合、照明装置１が幹線電力供給によって電力を供給されていないと判定する−測定された周波数に関係なく、通常動作モードではこのように動作する。プロセッサ３５は、測定された周波数が幹線電力供給信号の典型的な上記範囲内で安定化したと判定するまで、プロセッサ３５はこのモードで動作したままにする。

第二の実施形態
図５は、一次供給ネットワーク上の負荷を決定する電子回路１９'が、照明装置１'から離れて配置されるものの、いくつかの地点で照明装置１'が接続される同じ一次供給ネットワーク１２に接続される装置１３１とともに提供される、第二の実施形態を示している。この実施形態では、遠隔装置１３１は、端子３３'を介して一次電源と接続し、オプションとして端子３４'を介してバッテリ１７'と接続する電子回路１９'を有する。電子回路１９'は、上述した周波数感知回路３７を含み、端子３３'において受信した一次電源信号の周波数を決定するように動作する。遠隔装置１３１はまた、照明装置１'に搭載された通信トランデューサ２５と通信するために使用される通信トランデューサ２５を含む。この実施形態では、照明装置１'は、プロセッサ１３５と、照明アレイ１１−１及び１１−２と、バッテリ１７と、通信トランデューサ２５とを含む。

この実施形態では、電子回路１９'は、一次電源ネットワーク１２上の負荷を決定するために、端子３３での電力信号の周波数を測定するように構成されている。電子回路１９'は、オプションとしてバッテリ１７'による電力の供給をうけて、遠隔装置１３１が端子３３'に接続された一次電源の障害の場合（検出されたかどうかも照明装置１'へ通信され得る）にも機能を継続することができるようにする。

この実施形態では、遠隔装置１３１は、照明装置１'の一部を形成する通信トランデューサ２５を介して一次供給ネットワーク１２上の電気的な負荷を示す信号を照明装置１'へ通信するために、通信トランデューサ２５'を使用する。前述のように、通信トランデューサ２５と２５'は、例えば、（赤外線トランデューサのような）光トランデューサ又は音響トランスデューサ、又は対応する無線信号を用いて互いに通信することができる電磁トランスデューサ（例えば、ＲＦトランシーバなど）であり得る。照明装置１'に提供される通信トランデューサ２５は、一次電源ネットワーク１２上の負荷を示す受信信号を、動作モード‐通常動作モード、エコノミー動作モード又は充電動作モードのいずれか、を選択するために当該受信信号を用いるプロセッサ１３５へ渡す。プロセッサ１３５は、エコノミー動作モードである場合（又は停電や診断テストルーチンの間は当然）、バッテリ１７から引き出された電力を用いて照明配列１１に電力を提供し得る。

本実施形態のわずかな変形では、遠隔装置１３１は、一次供給ネットワークの負荷を示すデータ信号を、端子３３'を介して一次供給回路２８越しに（または、実際にいくつかの他の有線接続を介して）送信するように構成され得る。この場合、照明装置１'内の回路の一部を形成する通信モジュール４５が一次電力信号からデータ信号を分離できるように、データ信号は、好ましくは一次電源信号の周波数よりずっと高い周波数を有する搬送信号で送信される。

第三の実施形態
図６は、簡略化された実施形態に係る照明装置１で使用され得る電子回路１９のブロック図である。この簡略化された実施形態においては、照明装置１は、二次電源（例えば、バッテリ１７）を有していない。この簡略化された実施形態においては、照明装置１は、周波数感知回路３７を用いて端子３３で受信した一次電源信号の周波数を測定するように構成されるか、又は、外部負荷を示す信号を、一次供給接続を介して信号を受信する通信モジュール４５を使用して受信するか端子４７を介して通信トランデューサから受信するように構成される。この回路を更に簡略化するため、所望であれば、周波数感知回路３７又は通信モジュール４５は省略されてもよい。

この実施形態では、エコノミーモードの間には、プロセッサ３５は、照明装置１が一次電源から一部又は全く電力を引き込まないことを保証するため、発光体の光出力を低下させる。

修正および代替
上述の第一の実施形態では、一次電源ネットワーク上に高い負荷が存在すると判定された場合、一次電源から引き出される電力は最小化される。代替的な実施形態では、一次電源から引き出される電力は、単純に低減され得、望まれかつ可能である場合（例えば一定の発光電力を維持することが必要な場合）、二次電源から引き出される電力によって拡張され得る。一次供給ネットワーク上に低負荷があると判定された場合も同様に、発光する光源の数を増加させることにより、または、光源に供給される電力を増加させることにより、より多くの電力が一次電源から引き出され得る。ある実施形態では、充電処理は、測定された一次電源の負荷による影響を受け得ない‐代わりに、光源に配送される電力を変化させることによって一次電源から引き出される電力の変動が得られ得る。同様に、一次電源から光源に供給される電力は測定された一次電源の負荷による影響を受け得ない‐代わりに、充電回路の動作を変化させることによって一次電源から引き出される電力の変動が得られ得る。

上述した第一の実施形態において、バッテリ１７は光源から熱を取り出すために用いるヒートシンクの空洞内に取り付けられた。当業者は理解するように、このバッテリの取り付けとこの特定のヒートシンクの使用は必須ではない。バッテリは、任意の便利な位置に（必要に応じて全部又は一部を照明装置の筐体の外部に）取り付けられ得、ヒートシンクは、任意の所望の形状を有することができ、又、光源技術とその動作性能要件に応じて完全に省略することができる。

図２では、ソケット２４は、ユーザが操作可能なスイッチ２６を介して一次電源に接続されているように描かれている。代替的に、ソケット２４は、一次電源に直接接続され得、すなわちユーザが操作可能なスイッチ２６を介して接続されない。このような実施形態では、ソケット２４は、永続的な電力接続を有し、例えば、ヒューズがとんだときのように電流制限保護装置２２内で発生したイベント、又は、例えば、ローカル配信システムの電力切断又は電力停止のような一次電源の故障のような、一次電源が故障した場合にのみ切断が生じる。このような実施形態において照明の制御をユーザに提供するため、照明装置１は、光源７のオン及びオフを制御するために、（通信モジュール４５を使用して）外部装置から制御信号を受信するように構成され得る。あるいは、照明装置は、光源７のオン及びオフを制御するために用いることができる、照明装置の内部、照明装置上またはその近くに取り付けられる有線接続のスイッチを有し得る。光源をオン及びオフすることもまた、近接、周囲光又はＰＩＲセンサによって制御され得る。操作上、（グリッド又は他の供給ネットワークから利用可能である場合の）永続的な一次電源を有する１つの有利な点は、（測定された周波数、外部信号又はその他によって判定されるため）余分なグリッドの電力が発生している期間が明らかになることであり、この場合、照明装置１がユーザによってオンされているか否かにかかわらずバッテリが充電され得る。

上述した実施形態では、照明装置１において使用した光源７は、ＬＥＤであった。当業者は理解するように、ＬＥＤの使用は、その駆動の容易性と低消費電力において望ましい。しかしながら、光源７は、小型の蛍光管、（例えば、ハロゲン照明のような）白熱灯などのような任意の照明技術から形成することができる。更に、ＬＥＤは２つの駆動回路５０によって駆動された。代替的な実施形態では、より少ないまたはより多い駆動回路５０が提供され得る。

上述した実施形態では、一次電源ネットワーク上の負荷の測定は、一次電源信号の周波数を測定することによりなされた。代替的な実施形態では、負荷の測定は、一次電源の電圧（ピーク又はその周辺であるか）を測定することによって、または電圧と周波数の測定値の組み合わせによって決定され得る。

上述の実施形態では、照明制御装置を組み込んだ照明装置が通常の電球の見た目を形成した。しかしながら、照明装置はまた、一般的な蛍光灯である「ストリップライト」と同様の細長い管の形のような他の形態をとることもできる。このような実施形態の例は、図７の細長い照明９９により図示され、これらの機能は図１に示した照明装置１の機能を使用して再構成されたものである。

図７の細長い照明装置９９は、機械的に端部キャップ取り付け具５−１、５−２に接続された細長い管の形態の光学的に透明／半透明なハウジング３を有している。取り付け具５は、細長い照明装置９９を従来型の細長いソケットに接続し、順に、細長い照明装置９９が端子５５を介して一次電源に接続する。１つ以上の光源７−１、７−２はハウジング３の内部に取り付けられ、このハウジング３は、１つ以上のアレイ１１−１及び１１−２に配置される発光ダイオード９、オプションとして、照明装置１について説明したような機械的及び熱的に接続された１つ以上のヒートシンク１３−１及び１３−２を有し得る。同様に、細長い照明装置９９は、バッテリ１７と上述した電子回路１９とを含む。

上述した主要な実施形態では、照明装置１は、１つの単一装置であった。代替的な実施形態では、いくつかの部品といくつかの機能とは、（従来の電球のような）照明装置への電力の供給を制御する別のデバイスに移転され得る。これは、例えば、従来の電球とソケットとの間に位置するインラインアダプタを使用することによって実現し得る。このようなインラインアダプタの実施形態を図８に示す。図示するように、一次電源１０３と従来型の照明装置（または複数の照明装置）１０５の間に位置する。インラインアダプタ１０１は、図８ａに示す回路のような容易に交換可能な装置や、図８ｂに示す例のようなより永続的な設備であり得る。

インラインアダプタ１０１は典型的に、第１の実施形態と同一の電子回路１９を有し、適切なハウジングまたはケース１０７に封入されている。これは、インラインアダプタ１０１の取り付け具５−１を、オプションとして一次電源１０３への機械的かつ電気的な接続を与える、適切な空のソケット２４に接続することにより、既存の照明回路にレトロフィットし得る。複数のランプまたは、ここでは取り付け具５−２を有する１つの従来型の照明バルブ１０５として図示された照明装置は、インラインアダプタ１０１の一部を形成するソケット１０９と機械的かつ電気的に適合する。

通常動作時には、電子回路１９から制御可能な機械的または固体式のリレー等のスイッチ装置１１３は、電球１０５に電力を供給するために、１０３からソケット１０９に一次電源からの電力を導く。（例えば、ＧＢ１１０５４８５．５である出願人の同時係属中の英国出願に記載された技術を通じて等、停電の状況を検出するために）電子回路１９が照明回路のインピーダンスを感知する実施形態では、このスイッチ装置１１３は電子回路１９によって制御されるものであり、これはインラインアダプタに対する重要な要求性能である。なぜなら、あるタイプの従来型の電球（低い内部インピーダンスを有するもの）が一次供給端子１０３に接続されている場合、外部スイッチ位置を検出するために要求されるインピーダンス感知技術が確実に実行できない−このような従来型の低インピーダンスの電球の存在は、実際には手動で操作可能なスイッチ２６が開回路である場合であっても、感知回路３７に閉回路であると判定させ得る−ためである。従って、インピーダンス測定がなされる場合には、スイッチ装置１１３が有効化され又は他の方法で用いられて、従来型の電球１１１を供給１０３から切断する。幹線信号の周波数感知は今まで通り実行され、これに応じて（バッテリ１７のような）二次電源から引き出される電力が制御される。

この実施形態において、（スイッチ装置１１３の存在により）電子回路１９によって実行され得る追加的な機能は、従来型の電球１０５を発光させることなく、インラインアダプタ１０１上の光源９１を発光させることができることである。これは、ユーザが制御する外部の遠隔コントローラ等の外部装置から受信した信号をトリガにし得、この信号は、例えばＬＥＤ配列９１の内部に都合良く組み込まれたここで示した通信トランデューサ２５を用いて受信され得る。

インライン装置１０１'の代替的な実施形態を図８ｂに示しており、インラインアダプタ１０１'はローゼットに近接して又はローゼットの内部で、電気的な接点となる通常の接点および（図示するような）つり下げ用の電球１１１や複数のランプからなるシャンデリア等のための機械的なサスペンションを形成する。このようなシステムの動作は、図８ａにおいて説明した動作と同一である。

従って、照明配列９１は、このつり下げ用の電球１１１の頭上にあるという利点によって、より優れた照明を提供し得る。この図では、照明配列９１は、複数の個々のＬＥＤ発光素子９からなり、この個々のＬＥＤ発光素子９は、照明ケーブル１２１を介したソケット１０９の分離によって得られた追加スペースに多重のリングを形成する。そのうえ、既存のハードウェアに類似する容器に少なくとも部分的に収納するか、図示するような天井の連結部１２３内に部分的に設けられた空き領域を都合良く使用するかの少なくとも一方を行い得るため、このようなインライン装置１０１の審美的なデザイン制約が調和する。

図８ｂに示されたインライン装置１０１'は、より永続的に設置されるように設計されている。したがって、取り付け具５−１は、それに接続される電線またはケーブルが接続できるような、より適切な電気的インターフェースと置き換えられている。図８ｂに示す例では、このような回路と、インラインアダプタ１０１'の主要な筐体ハウジング１０７と統合してもしなくてもよい筐体１２７に収納された複数の端子ブロック１２５とを示している。筐体１２７がインラインアダプタ１−１'の主ハウジング１０７から分離されている場合、容器１２７内の部品と１０７とを接続するための更なる取り外し可能なインターフェースが含まれる。これは、このような半永久的なインラインの実施形態が便利な可換性を備えることを可能にするという利点をもたらす。この実施形態は、オプションとして、インラインアダプタ１０１'がローゼットなどの予め天井に設置されているような既存のインターフェースとレトロフィットする機能を含み、このローゼットは、様々な停止中の照明装置の直接的な交換を可能にして、手動によって電気的な設置作業を行うこと無く照明を使用可能にする。さらなる複数の利点として、バッテリ１７の交換をより容易にする主ハウジング１０７へのアクセス性や、インライン装置１０１'と一次電源１０３との間を永続的な電気的接続にしないことによる本来的な安全性や時間的利点が含まれる。

上記の主要な実施形態では、照明装置を制御するために使用される電子回路１９は、照明装置自体のハウジング内に取り付けられた。代替的な実施形態では、分離されたハウジングが、複数の光源を制御するために用いられる電子回路１９を備え得る。このような実施形態では、例えば従来型の"低電圧"ランプで本発明が動作可能になる。このような従来型の低電圧ランプは、典型的に複数の発光体を形成する複数の低電圧発光素子を有する。これらの歴史上主要であった白熱ランプであってタングステンやハロゲン技術を通常用いるランプは、ＧＵシリーズのソケットなどの従来型のソケットのＬＥＤに置き換えられているものの、近年も使用可能である。このような低電圧照明システムは、典型的に、従来型の変圧器やスイッチモード電力回路を有する電源ユニット（ＰＳＵ）によって提供される（ＡＣまたはＤＣいずれかの）５０ボルトを下回る供給電位差を用いる。典型的には、ＰＳＵには、１つ以上の照明装置に電力を提供するための変換や供給を行う幹線電源によって電力が注がれる。変換された信号がＤＣ信号である場合、図１に示した照明装置１は、ＡＣ周波数を監視することを容易には行うことができない。なぜなら、周波数感知回路３７がグリッド要求の即時の状態を判定するための処理を行うことができるためである。さらに、照明装置１がインピーダンス感知回路３８を用いて照明回路のインピーダンスを感知するように構成される場合、ＰＳＵが入力端におけるインピーダンスの直接的な計測を行うことができないという問題も生じる。

しかしながら、従来型の低電圧ＰＳＵが、図３又は図６に示した電子回路１９の主要部品を少なくとも含んだ、変更されたＰＳＵに置き換えられた場合、これらの問題を解決する。そのような実施形態が図９に概略的に示されている。図示するように、電子回路１９は分離されたハウジング１３１に取り付けられており、ハウジング１３１は、周波数感知回路３７がＡＣ幹線信号の周波数を感知することができるように（及びインピーダンス感知回路３８が存在する場合、一次電源端子３３端のインピーダンスを感知することができるように）、（図２に示した）照明回路２８上の任意の場所に置くことができる。この場合、ハウジング１３１はまた、バッテリ１７の形態の二次電源を含んでいる。電子回路１９の（複数の）出力端子４９および（図３に示す）出力端子５１のうち少なくともいずれかは、従来型の（複数の）低電圧ソケット１３３に直接接続され、これにより低電圧照明１３４は、一次供給による電力か二次電源（この例ではバッテリ１７）による電力のいずれかによって電力の供給を受ける。このような実施形態では、（バッテリなどの）二次電源は、電子回路１９と同一のハウジング１３１に取り付けられ、または、例えばロフトまたは天井スペース内で別々に提供され、電子回路１９に端子３４で接続され得る。二次電力源は直接的にまたは変圧ＰＳＵを通す等（図示せず）によって、低電圧照明に電力を提供し得る。

ハウジング１３１は、回路１９が複数のソケット１３３を制御することができるように、追加的な出力端子４９を含み得る。ハウジング１３１はまた、ハウジング１３１内の回路が通信し又は１つ以上の外部装置から（複数の）制御信号を受信するように構成された照明装置１を制御するための、制御コマンドやユーザ設定をユーザが入力することができるようにするユーザインタフェース（キーパッド、ディスプレイスイッチなど）を含みうる。

図４に示した基準周波数モジュール６１は、基準周波数値を提供するために他の手段を用い得る。例えば、基準周波数値は、通信モジュール４５を用いて遠隔装置から受信し得る。あるいは、基準周波数モジュール４４は、発振器を用いて自身の基準周波数を生成し、その後、生成された信号の周波数を決定（測定）してもよい。これは、例えば電子回路１９の動作温度が変化したことにより生じる周波数測定誤差を削減することができる（同じ測定誤差が測定された参照周波数と測定された電力信号周波数とに現れるため、それ故コンパレータ６５の差分動作により相殺される）。別の実施形態では、プロセッサ３５は、上述した基準周波数モジュール６１、周波数測定モジュール６３及びコンパレータ６５の、全部又は一部の機能を実行するように構成され得る。

プロセッサ３５は、診断インジケータ５３及び発光体７などの出力を、照明ドライバを用いることなく直接制御し得る。発光体７は、プロセッサ３５を通じた一次電源からの、又はバッテリ１７を通じた二次電源からの、もしくはオプションとしてこれら供給の組み合わせからの一次又は二次電力のいずれかを用いて、電力の供給をうけ得る。プロセッサ３５は、追加的に任意の方法により充電回路３９又はその他を通じて、バッテリ１７の再充填又は、二次電源を提供するための照明装置の内部又は外部における他の電気蓄積装置の再充填を制御し得る。

バッテリ１７は、照明装置１とは別に設けられ、電源ユニット３１のバッテリ端子３４を介して照明装置１に接続されてもよい。上述した実施形態では、照明装置１は、幹線障害が発生した場合にバックアップ又は二次電源を供給するためのバッテリ１７を含んでいた。バッテリのセルまたは複数のセルは、任意の技術で構成され得、着脱可能または着脱不可能であり、複数のバッテリは直列および並列の少なくともいずれかに接続されて用いられ得る。あるいは、１つ以上のバッテリ１７を用いるのではなく、キャパシタなどの他の蓄電装置を用いて２次電源を提供してもよい。しかしながら、長時間にわたって２次電源を提供できるため、バッテリが好適である。この実施形態では、照明装置のみが動作の通常モードで動作できるように、バッテリを電子回路１９から分離することができる。これは、受信したユーザ入力に応じて、もしくは、バッテリの障害又は他のシステムの部品の障害又は他の状況を検出したことに応じてなされ得る。ここで他の状態は、照明装置が箱から新たに出されたときに最初に起動した場合や照明装置がしばらく（例えば数か月）動作していなかった場合などであり得る。

全ての図では、いくつかの接続は、簡略化された説明の目的のための単一の線として示され、明確性のために図から省略されたインターフェースのような、それ自体がオプションとして、そうでなければ他のシステム要素と機能的要求の一部として接続され得る、複数のシステム要素の間における複数の電気的な接続を表し得る。

上記した実施形態では、照明装置は、診断回路及び通信回路を含んでいた。当業者は理解するように、当該回路は必須ではなく、必要であれば省略することができる。加えて、１つ以上のユーザスイッチまたはユーザ入力は照明装置に備えられ得る。このユーザ入力は、照明装置を所与の動作モードまたはユーザ設定に入れ、または照明装置に診断又はセルフテストを開始させ、又はバッテリ１７を電子回路１９に接続させ又は電子回路１９から分離させるために使用され得る。

上述した本発明はまた、（例えば、上述したインピーダンス感知回路を含まないが、通常、内部バッテリの形態で二次電源を有する）従来型の非常時用照明装置に実装され得る。このような従来の非常時用照明は、典型的には、トリクル充電を行って常時バッテリを充電する‐そして、これらの非常時用照明は通常、幹線電力障害が発生した場合に少なくとも３時間の照明を提供しなければならない。従って、任意の余分なバッテリ容量は、照明が「維持型」非常時用照明である場合、高いグリッド需要のある時間帯に（非常時用照明に電力を提供するために）用いられ、又は、任意の容量閾値を超えたオプションとしてのバッテリ充電を有する（常に照明を生成する）照明システムにより低需要のグリッド状況の間に用いられる。照明が「非維持型」非常時用照明装置（停電時にのみ発光する）である場合、高いグリッド需要のある時間帯にはバッテリ充電が禁止され得る。

上述した実施形態のいくつかでは、照明装置は、トランデューサ２５を用いて外部装置と通信することができる通信モジュール４５を含んでいた。代替的な実施形態では、通信モジュール４５は、照明装置１が設置されている照明回路２８越しに受信及び送信の少なくともいずれかを行うことにより、外部デバイスと通信するように構成され得る。このような通信信号は、当該通信信号を幹線信号から分離することができるようにするため、幹線信号と異なる周波数において送信され得る。通信トランデューサ２５の使用の代わりに又は加えて、電子回路１９は、光源７によって生成される照明を変化させることによって１つ以上の遠隔装置と通信することができる。例えば、送信されるべきデータに応じてオンとオフを切り替える。遠隔装置における受信器は、（複数の）光源７によって生成された照明の変化を検出することによってデータを復元する。用いられる通信技術にかかわらず、様々な異なる標準通信プロトコルを照明装置と遠隔装置との間の通信に使用することができる。

上述した実施形態では、照明装置１は、幹線供給回路などの一次供給と接続するための一次供給端子の組を有した。加えて、他の電力供給又はその他資源と照明装置を接続するための（分離された）他の端子の組を照明装置上に有し得る。この他の電力供給は、例えば太陽電池や風力発電等の新たなエネルギー源から得られ得る。この追加的なＡＣまたはＤＣ供給から受け取った電力は、オプションである追加的な電力供給制御及び照明装置の内部又は外部の管理回路を介して、複数の光源を発光させるため及びバッテリ１７を充電するための少なくともいずれかに用いられ得る。また、一次電力への永続的な接続は、図２に示す部分的な一次電源ネットワークからユーザが操作可能な（複数の）スイッチを無視するようにし得る。

Claims (20)

1. ハウジングと、
   一次電源ネットワークから電力を受ける、前記ハウジング内の一次入力電力接続部と、
   二次電源から電力を受ける、前記ハウジング内の二次入力電力接続部と、
   １つ以上の光源に電力を配送する、前記ハウジング内の出力電力接続部と、
   前記ハウジング内の電子回路であって、前記一次及び二次入力電力接続部から前記出力電力接続部への配電を制御して、前記１つ以上の光源への配電を制御する電子回路とを有し、
   前記電子回路は、
   使用時に前記一次入力電力接続部と結合された一次電源ネットワーク上における外部電気負荷の指標を決定する決定手段と
   前記一次及び二次入力電力接続部から引き出される電力を、前記一次電源ネットワーク上で決定されたところの前記外部電気負荷の指標に応じて、変更する変更手段と、を有する照明制御装置であって、
   前記照明制御装置は、
   前記電子回路が、前記１つ以上の光源に配電するために前記一次入力電力接続部から前記出力電力接続部へ配電するように構成される動作の通常モードと、
   前記電子回路が、前記一次入力電力接続部から電力をとらない又は最低限の電力をとるように構成され、かつ、前記１つ以上の光源に配電するために前記二次入力電力接続部から前記出力電力接続部へ配電するように構成される動作のエコノミーモードと、
   前記電子回路が、前記一次入力電力接続部から前記二次入力電力接続部へ配電して、前記二次電源に充電するように構成される動作の充電モードと、を有し、
   前記決定手段は、前記一次入力電力接続部で受電された電力信号の周波数測定値を決定するように構成され、
   前記電子回路は、前記周波数測定値を使用して、前記一次電源ネットワーク上に高負荷、低負荷又は通常負荷があるかを決定するように構成され、
   前記電子回路は、前記一次電源ネットワーク上に低負荷がある場合は、前記照明制御装置が前記充電モードで動作し、前記一次電源ネットワーク上に前記通常負荷がある場合は、前記照明制御装置が前記通常モードで動作し、前記一次電源ネットワーク上に前記高負荷がある場合は、前記照明制御装置が前記エコノミーモードで動作する、ように構成される、ことを特徴とする照明制御装置。
2. 前記引き出される電力を変更する前記変更手段は、前記外部電気負荷の指標を受信するように構成されたプロセッサを有し、このプロセッサは、前記決定された前記一次電源ネットワーク上の外部電気負荷の指標に応じた制御信号を出力して、前記一次及び二次入力電力接続部から引き出される電力を制御するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
3. 前記一次及び二次入力電力接続部から引き出される電力を変更する前記変更手段は、前記出力電力接続部に配電される電力を、一次供給ネットワーク上の電気負荷から独立して１つ以上の光源の明るさが維持されるように、供給するべく構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明制御装置。
4. 前記電子回路は、
   少なくとも１つの閾値を提供する手段と
   前記閾値を前記電力信号の前記周波数測定値と比較する手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
5. 前記変更手段は、前記一次入力電力接続部から引き出される前記電力を、前記決定手段が前記一次電源ネットワーク上に前記高負荷があると決定したときに、第１の非ゼロ電力レベルから第２の非ゼロ電力レベルに減少させるように構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明制御装置。
6. 前記変更手段は、前記一次入力電力接続部から引き出される前記電力を、照明装置に関連付けられた二次電荷蓄積装置を充電するために使用される充電回路の動作を禁止することによって、低減させるように動作可能である、ことを特徴とする請求項５に記載の照明制御装置。
7. 前記変更手段は、前記一次入力電力接続部から引き出される前記電力を減少させることを、前記１つ以上の光源によって発生させられる光の前記明るさを減少させることによってなすように動作可能である、ことを特徴とする請求項１、５、６のいずれか１項に記載の照明制御装置。
8. 照明装置は、前記一次入力電力接続部から引き出される電力を、その照明装置に関連付けられた前記二次電源から引き出される電力で置き換えるように動作可能である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明制御装置。
9. 前記変更手段は、前記一次入力電力接続部から引き出される前記電力を、前記決定手段が、前記一次電源ネットワーク上に前記低負荷があることを決定したときに、第３の非ゼロの電力レベルから第４の非ゼロの電力レベルに増加させるように構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明制御装置。
10. 前記二次電源は電荷蓄積装置であり、前記変更手段は、前記一次入力電力接続部から引き出される電力を、充電回路が照明装置に関連付けられた二次電荷蓄積装置を充電できるようにすることにより、増加させるように動作可能であることを特徴とする請求項９に記載の照明制御装置。
11. 前記変更手段は、前記一次入力電力接続部から引き出される前記電力を、前記１つ以上の光源によって生成される光の前記明るさを増加させることによって、増加するように動作可能であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の照明制御装置。
12. 照明装置は、前記一次入力電力接続部から引き出される電力を、その照明装置に関連付けられた前記二次電源から引き出される電力で置換または補足するように動作可能である、ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の照明制御装置。
13. 前記二次電源は電荷蓄積装置を具備し、前記電子回路は、さらに、前記電荷蓄積装置の残電荷を決定する手段を備え、かつ
    前記変更手段は、前記電荷蓄積装置の前記残電荷に応じて、前記二次電源から引き出される前記電力を変化させるように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の照明制御装置。
14. 前記二次電源は電荷蓄積装置を含み、かつ
    前記変更手段は、前記電荷蓄積装置の容量に応じて前記二次電源から引き出される前記電力を変化させるように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の照明制御装置。
15. 前記二次電源は電荷蓄積装置を含み、かつ
    高いグリッド需要の期間中、前記変更手段は、所定の又は推定された時間期間、前記二次電源から電力を引き出すように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の照明制御装置。
16. 前記電子回路は、さらに、前記電荷蓄積装置の残電荷を決定する手段を含み、前記変更手段は、前記電荷蓄積装置の前記残電荷が閾値未満である、または、前記二次電源が第２の時間使われた場合に、前記二次電源から引き出される前記電力を、前記時間期間の間、低減するように構成される、ことを特徴とする請求項１５に記載の照明制御装置。
17. 前記二次電源から引き出される前記電力の低減は、前記１つ以上の光源の明るさの減少をもたらす、ことを特徴とする請求項１６に記載の照明制御装置。
18. 前記変更手段は、前記二次電源から引き出される前記電力を低減するときは、一次電源から引き出される前記電力を増加するように構成される、又は、
    前記二次電源から引き出される前記電力を増大させるときは、一次電源から引き出される前記電力を低減するように構成される、又は、
    前記結合された一次電源ネットワーク上の外部電気負荷の指標を決定する前記決定手段は、使用時に、一次入力電力信号の１つ以上のパラメータを測定して供給ネットワーク上の瞬間的な負荷を決定する、ように構成される、又は、
    前記電子回路は、さらに、使用時に、前記一次入力電力接続部に結合された外部インピーダンスを測定する手段をさらに具備し、また、前記変更手段は、前記二次電源内から引き出される電力を前記測定されたインピーダンス値に応じて制御するように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の照明制御装置。
19. 前記ハウジングは、電球筐体、細長い管または同様の透明又は半透明のハウジングの少なくとも一部を形成する、ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の照明制御装置。
20. 照明制御装置のハウジング内の一次入力電力接続部の一次電源ネットワークから電力を受け取り、
    前記照明制御装置のハウジング内の二次入力電力接続部における二次電源から電力を受け取り、
    前記照明制御装置のハウジング内の出力電力接続部を介して１つまたは複数の光源に電力を配送し、
    前記照明制御装置のハウジング内の制御回路を使用して前記１つ以上の光源への電力の配送を制御するために、出力電力接続部への前記一次及び二次入力電力接続部からの電力の配送を制御し、
    前記制御するステップは、
    前記一次電源ネットワーク上の外部電気負荷の指標を決定し、
    前記一次電源ネットワーク上の外部電気負荷の決定された指標に依存して前記一次及び二次入力電力接続部から引き出される電力を変化させる、こととを含む、ハウジングを有する照明制御装置を用いた照明制御方法であって、
    前記照明制御装置は、
    前記１つ以上の光源のために前記一次入力電力接続部から前記出力電力接続部へ配電する動作の通常モードと、
    前記一次入力電力接続部から電力をとらない又は最低限の電力をとるように構成され、かつ、前記１つ以上の光源のために前記二次入力電力接続部から前記出力電力接続部へ配電する動作のエコノミーモードと、
    前記一次入力電力接続部から前記二次入力電力接続部へ配電して、前記二次電源に充電する動作の充電モードと、を有し、
    前記決定するステップは、前記一次入力電力接続部で受電された電力信号の周波数測定値を決定し、
    前記周波数測定値を使用して、前記一次電源ネットワーク上に高負荷、低負荷又は通常負荷があるかを決定し、
    前記一次電源ネットワーク上に低負荷がある場合は、前記照明制御装置が前記充電モードで動作し、前記一次電源ネットワーク上に前記通常負荷がある場合は、前記照明制御装置が前記通常モードで動作し、前記一次電源ネットワーク上に前記高負荷がある場合は、前記照明制御装置が前記エコノミーモードで動作する、ことを特徴とする照明制御方法。

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