JP6252937B2 - 点灯装置、照明器具およびそれを用いた照明制御システム - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置、照明器具およびそれを用いた照明制御システムに関するものである。

従来、照明器具における光源のオン、オフや調光制御などを、照明器具の外部に設けた外部機器の制御で行う照明制御システムが用いられている。

この種の照明制御システムとしては、図８に示す、制御装置１０３ａ，１０３ｂと接続させた照明器具側にディジタルインタフェースを介して放電ランプ１０２の駆動制御を行うライティング装置を備えたものが知られている（特許文献１を参照）。

特許文献１のライティング装置は、放電ランプ１０２を駆動する電子安定器１０１と、所定の放電ランプ１０２の駆動を制御する制御装置１０３ａ，１０３ｂとを備えている。ライティング装置は、ライティング装置を操作するための操作素子１０７ａ，１０７ｂを備えている。ライティング装置は、バス信号線路１４２を用いて、制御装置１０３ａ，１０３ｂが電子安定器１０１に制御命令を入力する。制御装置１０３ａ，１０３ｂは、駆動命令により、点弧および調光を含む放電ランプ１０２の駆動制御を行うことが可能となる。図８では、２つの空間を分ける境界を破線で示しており、操作素子１０７ａと同じ機能を果たす操作素子１０７ａ’を別の空間に配置している。

特開２００４−３４９２５７号公報

ところで、照明制御システムには、種々の通信方式があり、外部機器側から同じ調光制御の通信信号が伝送されても通信方式によって、所定の調光制御を行うことができない場合がある。そのため、照明制御システムは、通信方式ごとに通信方式に対応した照明器具を構成しなければならない場合がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、種々の通信方式に対応して照明光の制御を行うことが可能な点灯装置、照明器具およびそれを用いた照明制御システムを提供することにある。

本発明の点灯装置は、点灯ユニットと、前記点灯ユニットと交換可能に接続される複数の通信ユニットから選択される通信ユニットと、を備え、前記複数の通信ユニットの各々は、外部機器から照明光の制御を行う情報を含む制御信号を無線方式または有線方式により受信する通信部と当該通信部が受信した上記制御信号を点灯制御信号に変換する信号変換部とを有し、前記点灯ユニットは、光源を点灯させる点灯回路部と上記点灯制御信号に基づいて上記点灯回路部を制御する点灯制御部とを有し、上記点灯ユニットと接続された上記通信ユニットの通信方式は、上記外部機器が送信する上記制御信号の信号方式に対応し、前記複数の通信ユニットの各々は、第１接続端子部を有し、前記点灯ユニットは、前記第１接続端子部と電気的に接続し、且つ着脱可能な第２接続端子部を有し、前記信号変換部は、前記点灯制御信号を前記第１接続端子部に出力するように構成され、前記点灯制御部は、前記点灯制御信号を前記第２接続端子部から受信するように構成されることを特徴とする。

この点灯装置において、上記点灯制御信号は、ＰＷＭ信号または直流電圧の振幅信号であることを特徴とする。

本発明の照明器具は、上述の上記点灯装置を備えたことを特徴とする。

本発明の照明制御システムは、上述の上記照明器具と、上記外部機器とを備えたことを特徴とする。

本発明の点灯装置においては、交換可能な通信ユニットを備えることにより、種々の通信方式に対応して照明光の制御を行うことが可能となる。

本発明の照明器具においては、通信ユニットを交換可能に備えた点灯装置を備えることにより、種々の通信方式に対応して照明光の制御を行うことが可能となる。

本発明の照明制御システムにおいては、通信ユニットを交換可能に備えた照明器具を備えることにより、種々の通信方式に対応して照明光の制御を行うことが可能となる。

図１は、実施形態１の照明制御システムのブロック図である。 図２は、実施形態１の照明制御システムにおける要部の概略説明図である。 図３は、実施形態１の照明制御システムにおける動作を説明する説明図である。 図４は、実施形態２の照明制御システムのブロック図である。 図５は、実施形態２の照明制御システムにおける動作を説明する説明図である。 図６は、実施形態３の照明制御システムのブロック図である。 図７は、実施形態４の照明制御システムのブロック図である。 図８は、従来の照明制御システムのブロック図である。

（実施形態１）
以下、本実施形態の照明制御システム３０について、図１ないし図３を参照しながら説明する。

本実施形態の照明制御システム３０は、図１に示すように、照明光の制御を行う情報を含む制御信号を送信する外部機器３１と、外部機器３１からの制御信号を受信可能な照明器具３２とを有している。照明器具３２は、光源３３を点灯させるための点灯装置１０を備えている。

本実施形態の照明制御システム３０では、点灯装置１０は、通信ユニット１２と、点灯ユニット１１と、を備えている。通信ユニット１２は、外部機器３１から照明光の制御を行う情報を含む制御信号を無線方式または有線方式により受信する第１通信部５と、第１通信部５が受信した制御信号を点灯制御信号に変換する信号変換部６と、を有している。点灯ユニット１１は、光源３３を点灯させる点灯回路部１と、点灯制御信号に基づいて点灯回路部１を制御する点灯制御部２と、を有している。点灯ユニット１１と接続する通信ユニット１２は、外部機器３１が送信する制御信号の信号方式に応じて通信方式が異なる通信ユニット１２と交換可能としている。

本実施形態の照明制御システム３０では、制御信号の信号方式に応じて通信ユニット１２を交換することで、種々の通信方式に対応して照明光の制御を行うことが可能となる。

以下では、本実施形態の照明制御システム３０を、より詳細に説明する。

本実施形態の照明制御システム３０は、通信線Ｌ１や電源線Ｌ２を介して、複数の照明器具３２と、照明器具３２を監視制御する外部機器３１とを接続している。なお、図１では、通信線Ｌ１や電力線Ｌ２を１本の線で図示しているが、実際には２本の電線によって構成している。照明制御システム３０は、外部機器３１と、照明器具３２側の点灯装置１０との間を通信線Ｌ１で接続して通信信号の受信および送信を行っているが、必ずしも通信線Ｌ１を用いた有線方式で行う必要はなく、無線方式により通信信号を伝送してもよい。通信信号は、照明光の制御を行う情報を含む制御信号であるが、制御信号だけに限られない。なお、照明制御システム３０は、無線方式により通信信号を伝送する場合、各種の周波数の電波を利用した通信、赤外線通信や可視光通信を行う構成のものであってもよい。

通信ユニット１２は、有線方式として通信線Ｌ１を介して、通信信号を伝送する場合、シリアル通信により通信信号を伝送することができる。シリアル通信は、通信信号を伝送する通信線Ｌ１を１本または２本使用して、通信信号のデータを１ビットずつ連続的に送信や受信する通信方式であり、少ない通信線Ｌ１で通信信号を伝送することが可能となる。シリアル通信を用いた通信方式としては、米国電子工業会によって標準化されたＲＳ−４８５通信や国際規格で認証を受けたＤＡＬＩ（登録商標）（Digital Addressable Lighting Interface）通信などが挙げられる。

照明制御システム３０では、ＲＳ−４８５通信を利用する場合、バス型のマルチポイント接続に対応し、最大で３２台までの複数対複数接続を行うことができる。また、照明制御システム３０では、ＲＳ−４８５通信を利用する場合、通信線Ｌ１の最大長は、１．２ｋｍで、最大通信速度は１０Ｍｂｐｓとすることができる。

照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、マスタ−スレーブ方式であり、１つのマスタとなる外部機器３１に対しスレーブとなる照明器具３２を最大６４台接続することができる。また、照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、マスタ−スレーブ間の最大距離を３００ｍまでとることが可能となる。照明制御システム３０は、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、２線式、半二重の１２００（bit／sec）の通信を行うことができる。照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、スレーブのグループ化を行うことも可能である。照明制御システム３０は、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、２５４階調の調光、フェードや１６種類のシーンを設定した調光など高度な制御を行うことが可能となる。さらに、照明制御システム３０では、ＤＡＬＩ通信を利用する場合、外部機器３１と照明器具３２との間において、双方向で通信できることから照明器具３２側の故障や光源３３の寿命などの情報を外部機器３１側で収集することもできる。

照明器具３２は、たとえば、ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）などの通信プロトコルを用いて通信信号を送信することができる。ＥＣＨＯＮＥＴは、屋内の電灯線や無線を利用したホームネットワークの規格であり、通信回線とつながったゲートウェイを介して屋外から接続できる。ＥＣＨＯＮＥＴは、ＥＣＨＯＮＥＴ内にある外部機器３１から照明器具３２を制御するほか、屋外の外部機器３１からの遠隔操作により照明器具３２を制御することも可能となる。

通信ユニット１２は、無線方式により通信信号を伝送する場合、たとえば、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）などの無線通信プロトコルを用いて送信することができる。照明制御システム３０では、ＺＩＧＢＥＥを利用する場合、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を利用する場合と異なり、接続できる照明器具３２の数を最大６５５３５個とすることができ、大規模なネットワークを構築することができる。照明制御システム３０では、ＺＩＧＢＥＥを利用する場合、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と比較して、制御情報など通信信号がそれほど大きくなく、間欠的に通信信号の伝送を行うことに向いている。

通信ユニット１２は、たとえば、無線ＬＡＮの通信規格の通信手順として採用されているＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）などのアクセス制御方式を用いることができる。ＣＳＭＡ／ＣＡは、同一周波数を複数の通信ユニット１２で共有しても、通信媒体上で生じる通信信号の衝突を回避することができる。なお、照明制御システム３０では、通信手順は、通信信号の衝突を回避する手段であればＣＳＭＡ／ＣＡに限られるものではない。

外部機器３１は、たとえば、コンピュータネットワークを利用することが可能なタブレット端末や多機能携帯電話を利用することができる。また、外部機器３１は、たとえば、屋内の壁面などに設けた制御機器やリモートコントローラなどを用いてもよい。本実施形態の照明制御システム３０では、外部機器３１は、第４電源部２７と、第２通信部２５を制御する第２通信制御部２６と、照明器具３２側と通信する第２通信部２５とを備えた構成とすることができる。

第４電源部２７は、たとえば、商用交流電源などの外部電源３４から直流電源を作成することが可能なものである。第４電源部２７は、たとえば、ＡＣ−ＤＣコンバータを用いて構成することができる。第４電源部２７は、第２通信制御部２６を動作させるために、第２通信制御部２６に適合した電力を第２通信制御部２６に給電する。また、第４電源部２７は、第２通信部２５を動作させるため、第２通信部２５に適合した電力を第２通信部２５に給電することもできる。

第２通信部２５は、特定の照明器具３２の点灯装置１０へ特定の照明器具３２の照明光の制御を行う制御情報を送信することができる。また、第２通信部２５は、照明器具３２の状態情報を照明器具３２側から受信する構成としてもよい。すなわち、外部機器３１の第２通信部２５は、照明器具３２側と双方向通信を行うことが可能に構成することができる。第２通信部２５は、双方向通信を行うものだけに限られず、照明器具３２側へ通信信号を送信だけするといった一方向の通信を行う構成に形成してもよい。本実施形態の照明制御システム３０では、外部機器３１は、第５電源部２８を備えた構成としている。外部機器３１は、第５電源部２８を備えた構成とすることで、第５電源部２８からの電力を通信信号として利用することができるが、第２通信部２５から通信信号が伝送できれば必ずしも必要ではない。

第２通信制御部２６は、第２通信部２５を制御することが可能なものである。第２通信制御部２６は、たとえば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより構成することができる。プログラムは、たとえば、マイクロコンピュータに設けられたメモリ（図示せず）に予め記憶させておけばよい。第２通信制御部２６は、適宜のプログラムを備えることで、照明器具３２側へ伝送する制御情報や照明器具３２側から受信した状態情報を利用して、照明制御システム３０の保守管理を行うこともできる。第２通信制御部２６は、図示していないが、たとえば、光センサや人検知センサなど各種のセンサと電気的に接続させた構成としてもよい。第２通信制御部２６は、センサから送られてくる信号を受信し、照明器具３２側へ制御情報を含む通信信号に変換した上で、第２通信部２５から送信するように構成することもできる。外部機器３１は、たとえば、屋外の光量を光センサにより検知して、屋内の複数の照明器具３２のうち、窓際の照明器具３２だけ減光するように、照明器具３２の制御を行うことが可能となる。また、外部機器３１は、たとえば、複数の照明器具３２のうち、人検知センサにより検知した人が存在する領域の照明器具３２だけを点灯するように照明器具３２を制御することが可能となる。

また、第２通信制御部２６は、通信ユニット１２から送られてきた照明器具３２側の状態情報を受信し、送られた状態情報を図示していない液晶表示装置などのディスプレイのモニタに表示させるように構成してもよい。さらに、第２通信制御部２６は、図示していない報知部と電気的に接続させた構成としてもよい。外部機器３１は、第２通信制御部２６が照明器具３２の状態情報を報知部からユーザに知らせる構成としてもよい。報知部は、たとえば、スピーカやブザーなどの音を発するものや、ライトの点灯や点滅により報知を行うものを用いることができる。外部機器３１は、たとえば、照明器具３２側から送られてきた状態情報が照明器具３２側の故障や光源３３の寿命を示すものであれば、モニタや報知部によりユーザに照明器具３２側の異常や故障、光源３３の寿命を知らせることが可能となる。なお、照明器具３２側の状態情報とは、照明器具３２側の異常や故障、光源３３の寿命だけでなく、照明器具３２の消費電力、光源３３の累積点灯時間や現在の調光レベルなど種々のものとすることができる。

また、第２通信部２５は、照明器具３２のみならず、照明器具３２以外の他の電気機器や電子機器と通信を行うことが可能なように構成してもよい。照明器具３２以外の他の電気機器や電子機器としては、たとえば、パーソナルコンピュータやリモートコントローラなどを挙げることができる。したがって、本実施形態の照明制御システム３０では、ユーザがリモートコントローラやパーソナルコンピュータを操作して、外部機器３１を介して照明器具３２を制御することも可能となる。

照明器具３２は、光源３３を点灯可能な点灯装置１０を備えている。点灯装置１０は、外部機器３１から照明光の制御を行う制御信号を受信し、点灯制御信号を出力する通信ユニット１２を備えている。点灯装置１０は、通信ユニット１２と光源３３を点灯制御信号に基づいて点灯制御する点灯ユニット１１を備えている。点灯装置１０は、たとえば、図２に示すように、通信ユニット１２が点灯ユニット１１から着脱自在にできるように構成することができる。図２では、外部機器３１の通信方式と対応する通信ユニット１２が、接続端子部９，９を介して、点灯ユニット１１側と着脱自在（図２の一点鎖線を参照）に構成している。図２中では、外部機器３１である第１外部機器３１ａと、通信ユニット１２である第１通信ユニット１２ａとの通信方式が対応しており、外部機器３１である第２外部機器３１ｂと通信ユニット１２である第２通信ユニット１２ａとの通信方式が対応している。図２では、第１外部機器３１ａから第１通信ユニット１２ａへ伝送する通信信号を実線の矢印で示している。

照明器具３２は、通信ユニット１２からの点灯制御信号に基づいて点灯ユニット１１が制御される。照明器具３２は、たとえば、居室に直付けされた基礎的な照明であるベースライト、一点を集中的に照らすスポットライトや天井などに埋め込んで取り付けられるダウンライトとして構成することができる。照明器具３２は、たとえば、ＬＥＤモジュールを光源３３として点灯させる点灯装置１０と、点灯装置１０や光源３３を保持する筐体とを備えた構成とすることができる。

点灯装置１０の点灯ユニット１１は、光源３３を点灯させる点灯回路部１と、点灯回路部１を制御する点灯制御部２と、外部電源３４と接続する第１電源部３と、第１電源部３と接続する第２電源部４とを備えた構成とすることができる。

第１電源部３は、たとえば、商用交流電源などの外部電源３４から電源線Ｌ２を介して供給される交流電力を点灯回路部１に適合した直流電力に変換して出力する。すなわち、第１電源部３は、光源３３を点灯させる電力を点灯回路部１へ給電する。

第２電源部４は、たとえば、第１電源部３から供給される直流電力を点灯制御部２に適合した電力に変換して出力する。第２電源部４は、点灯制御部２を動作させる電源として機能する。また、第２電源部４は、通信ユニット１２内の信号変換部６に給電する構成としてもよい。第２電源部４は、点灯ユニット１１側の第１接続端子９ａと接続させた通信ユニット１２側の第２接続端子９ｃを介して、信号変換部６に給電することができる。

光源３３は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、蛍光灯などの放電灯や有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子などを用いることができる。光源３３は、ＬＥＤを利用する場合、たとえば、ＬＥＤモジュールを構成することができる。ＬＥＤモジュールは、図示していないが、ＬＥＤを実装基板に実装した構成することができる。ＬＥＤモジュールは、複数個のＬＥＤを直列接続、並列接続や直並列接続させた構成とすることができる。

点灯ユニット１１の第１電源部３は、たとえば、電源線Ｌ２を介して、外部電源３４から商用交流電力が入力される。第１電源部３は、交流電力を整流する整流回路と、整流回路からの出力を平滑する平滑コンデンサと、所望の電圧に変換するチョッパ回路などを含む力率改善回路などを含んだ構成とすることができる。点灯回路部１は、たとえば、第１電源部３の両端間に電気的に接続させたスイッチング素子と、ダイオードとの直列回路とを備えている。点灯回路部１は、スイッチング素子とダイオードとの接続点に電気的に接続されたインダクタと、インダクタに電気的に接続され出力を平滑化する平滑コンデンサとを備えている。これにより、点灯回路部１は、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを構成することができる。点灯ユニット１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に、ＬＥＤモジュールを光源３３として電気的に接続すればよい。整流回路としては、たとえば、４個のダイオードにより構成されたダイオードブリッジを用いることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータとしては、たとえば、フライバック方式のスイッチング電源回路を用いることができる。

点灯制御部２は、点灯回路部１に設けたスイッチング素子の電流値が所定の値となるように、スイッチング素子のオンオフを制御する。点灯制御部２は、スイッチング素子のオンオフを制御するための点灯制御信号を出力する。点灯制御部２は、点灯制御信号として、たとえば、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を出力することができる。点灯回路部１は、点灯制御部２からの点灯制御信号に従って、スイッチング素子がオンオフする。

点灯制御部２は、たとえば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより構成することができる。プログラムは、たとえば、マイクロコンピュータに設けられたメモリ（図示せず）に予め記憶させておけばよい。点灯ユニット１１では、点灯制御部２から出力される点灯制御信号の周波数もしくはパルス幅を適宜調整することによって、光源３３に流れる電流をより定電流化することが可能となる。

点灯ユニット１１の点灯制御部２は、通信ユニット１２の信号変換部６と接続している。信号変換部６は、通信ユニット１２が受信した外部機器３１からの照明光の制御を行う制御情報に基づいて、点灯制御信号を点灯制御部２へ出力する。点灯制御部２は、点灯制御信号に基づいて、点灯回路部１におけるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を指示する信号を出力する。言い換えれば、外部機器３１は、通信ユニット１２を介して、照明器具３２の点灯装置１０と電気的に接続された光源３３たるＬＥＤモジュールを調光制御させることができる。

点灯ユニット１１は、点灯制御部２が、光源３３の特性に応じて所定の調光カーブを満たすように、外部機器３１からの通信信号に基づいて、点灯回路部１におけるスイッチング素子のオン時間を制御する。照明器具３２では、外部機器３１からの通信信号にしたがって点灯回路部１のスイッチング素子のオン時間を点灯制御部２が制御することにより、光源３３の調光レベルを調整することが可能となる。

点灯制御部２は、通信ユニット１２から送られてくる制御情報を受けて、点灯回路部１を制御する。制御情報には、光源３３の出力が１００％となる全点灯、光源３３の出力が０％となる消灯、調光制御や点滅動作など照明器具３２の照明光の制御を行う制御情報が含まれている。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯ユニット１１は、第２電源部４を備えている。第２電源部４は、第１電源部３からの直流電力を点灯制御部２の駆動に適合する電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを備えた構成とすることができる。

通信ユニット１２は、第１通信部５と、信号変換部６とを備えた構成とすることができる。通信ユニット１２は、照明器具３２の点灯ユニット１１と着脱自在で電気的に接続可能な機能を持っている。なお、照明制御システム３０では、外部機器３１が送信する制御信号の信号方式に応じた通信方式に適合する通信ユニット１２を照明器具３２に接続すれば、外部機器３１と照明器具３２との間の通信方式に寄らず照明器具３２を制御することが可能となる。

点灯ユニット１１と通信ユニット１２とは、両者に接続端子部９を設けて電気的な接続を行ってもよいし、ケーブルなどを用いた配線により電気的な接続を行ってもよい。本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２は、信号変換部６へ給電するため、第２電源部４と接続された点灯ユニット１１側の第１接続端子９ａに接続可能な第２接続端子９ｃを備えている。また、通信ユニット１２は、信号変換部６が点灯制御部２へ点灯制御信号を出力するため、点灯制御部２と接続された点灯ユニット１１側の第３接続端子９ｂ（第２接続端子部）に接続可能な第４接続端子９ｄ（第１接続端子部）を備えている。点灯ユニット１１は、たとえば、第１接続端子９ａと第３接続端子９ｂとで接続端子部９を構成することができる。通信ユニット１２は、点灯ユニット１１と着脱可能なように、たとえば、第２接続端子９ｃと第４接続端子９ｄとで接続端子部９を構成することができる。さらに、通信ユニット１２は、第１通信部５が外部機器３１側からの通信信号を受信するため、通信線Ｌ１と接続された照明器具３２側の第５接続端子９ｆに接続可能な第６接続端子９ｅを備えている。通信ユニット１２と照明器具３２側とは、通信ユニット１２に設けた接続端子部と照明器具３２側に設けた接続端子部により接続させることができる。なお、通信ユニット１２と照明器具３２側とは、ケーブルなどを用いて配線により接続させてもよい。したがって、通信ユニット１２と照明器具３２側との間には、必ずしも接続端子部が必要となるものではない。

第１通信部５は、外部機器３１との間で通信信号の受信および送信を行うことが可能なものである。したがって、第１通信部５は、たとえば、信号受信機と信号発信機とを備えた構成とすることができる。第１通信部５は、通信ユニット１２と接続された照明器具３２とは別の照明器具３２と通信を行うことができるように構成してもよい。

信号変換部６は、通信信号を点灯制御信号に信号変換する信号変換機能を備えた構成とすることができる。信号変換部６は、通信信号から信号変換部６自身が行う制御内容を決める構成とすることができる。信号変換部６は、通信信号に含まれた制御信号を信号変換して点灯制御部２に出力できるように、発信器を備えた構成としている。信号変換部６は、制御信号に基づいて、発信機を利用し、点灯制御信号を生成することができる。本実施形態の照明制御システム３０では、信号変換部６と点灯制御部２とは、シリアル通信で通信信号の情報を伝送することができる。

なお、信号変換部６は、照明器具３２の特性情報を記憶する記憶部を備えていてもよい。記憶部は、たとえば、不揮発性の半導体メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などを用いて構成することができる。記憶部は、予め複数の汎用の照明器具３２の特性情報を記憶させておくことができる。記憶部では、照明器具３２の特性情報として、照明器具３２に接続される光源３３の特性に応じた光源３３の光出力と調光信号との関係を示す調光特性を含めることができる。そのため、照明制御システム３０では、光源３３の調光特性に合わせて調光レベルを調整することも可能となる。

次に、本実施形態の照明制御システム３０における照明器具３２の設定動作を、図３を用いて説明する。

最初に、点灯装置１０の通信ユニット１２は、通信線Ｌ１を介して、外部機器３１からの通信信号を第１通信部５で受信する。照明制御システム３０では、外部機器３１は、たとえば、通信線Ｌ１を介して、シリアル通信で通信信号たる第１信号４１を通信ユニット１２に送信する。すなわち、第１信号４１は、たとえば、ＲＳ−４８５通信などのシリアル信号とすることができる。

信号変換部６は、外部機器３１から送られてきた第１信号４１がどのような通信信号であるかを判別する。信号変換部６は、たとえば、第１信号４１が光源３３の全点灯、消灯や調光制御など照明器具３２の照明光の制御を示す制御情報であるかを判別する。また、信号変換部６は、たとえば、照明器具３２側の光源３３の点灯時間が予め設定した寿命時間に達しているかの状態情報を外部機器３１側に送信することを要求する情報であるかを判別する。信号変換部６は、たとえば、照明器具３２に異常や故障が生じていないかかの状態情報を外部機器３１側に送信することを要求する情報であるかを判別する。さらに、信号変換部６は、たとえば、予め複数の種類の照明器具３２ごとの特性情報が記憶された記憶部の特性情報の中から通信ユニット１２が接続した照明器具３２の特性に適合した所定の特性情報を選択する選択情報であるかを判別する。

信号変換部６では、通信信号が選択情報の場合、通信ユニット１２が接続している照明器具３２の種類を確認する。照明制御システム３０では、外部機器３１側から送信される通信信号に、通信ユニット１２が接続している照明器具３２の種類に適合した特性情報を選択する選択情報を含ませることができる。なお、照明制御システム３０では、照明器具３２の種類として、たとえば、白熱電球を光源３３として点灯させる照明器具３２や蛍光灯を光源３３として点灯させる照明器具３２が挙げられる。また、照明制御システム３０では、照明器具３２の種類として、たとえば、ＬＥＤを光源３３として点灯させる照明器具３２や有機ＥＬ素子を光源３３として点灯させる照明器具３２なども挙げられる。

信号変換部６は、照明器具３２の種類を確認した後、記憶部より、通信ユニット１２と接続している照明器具３２に対応する特性情報を読み取る。照明制御システム３０では、照明器具３２の特性情報として、たとえば、照明器具３２の定格電力、光源３３の調光可能範囲、照明器具３２における光出力と調光信号との関係などを示したものが挙げられる。なお、調光可能範囲とは、光源３３の出力が１００％となる全点灯に対し、光源３３が最低何％まで点灯できるかを示す範囲をいう。

また、本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２は、外部機器３１側からの第１信号４１が調光制御を示すものである場合、光源３３を所定の光出力で出力するように、点灯制御部２へ第１信号４１の情報を伝送する。本実施形態の照明制御システム３０では、第１通信部５で受信した第１信号４１を信号変換部６が照明器具３２の特性情報に応じた点灯制御信号として第２信号４２に変換して点灯制御部２へ出力する。第２信号４２は、たとえば、ＰＷＭ信号や直流電圧の振幅信号とすることができる。

本実施形態の照明制御システム３０では、信号変換部６と点灯制御部２とは、ＰＷＭ信号の第２信号４２により、通信信号の情報を伝送している。照明制御システム３０は、信号変換部６が調光制御の通信信号に応じて、ＰＷＭ信号のオン・デューティを変化させることで、点灯制御部２が点灯回路部１を制御する。なお、ＰＷＭ信号のオン・デューティとは、ＰＷＭ信号の予め定められた周期の中のオン時間の割合を示す。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯制御部２は、点灯制御部２は、点灯回路部１に適合したデューティのＰＷＭ信号や直流電圧の振幅信号を第３信号４３として点灯回路部１に出力する。

点灯回路部１は、たとえば、光源３３として、ＬＥＤを用いている場合、ＰＷＭ信号の第３信号４３が入力されれば、ＰＷＭ信号のパルス幅に応じて直流電流を制御し光源３３の光出力を予め設計された調光カーブに従って変化させる。言い換えると、点灯回路部１は、所定の出力波形を有する直流電流の第４信号４４を光源３３に出力している。本実施形態の照明制御システム３０では、信号変換部６と点灯制御部２とがＰＷＭ信号により通信信号の情報を伝送しているので、通信ユニット１２の信号変換部６を比較的に簡単な構成とすることが可能となる。本実施形態の照明制御システム３０では、ＰＷＭ信号を用いたものを示しているが、ＰＷＭ信号を用いたものだけに限られない。信号変換部６と点灯制御部２とは、直流電圧の振幅信号で通信信号の情報を伝送することもできる。照明制御システム３０は、通信信号の情報を伝送するため、たとえば、１Ｖないし１０Ｖなどの直流電圧の振幅信号を利用してもよい。照明制御システム３０では、信号変換部６と点灯制御部２とが、直流電圧の振幅信号で通信信号の情報を伝送する場合、通信ユニット１２の信号変換部６を比較的に簡単な構成とすることができる。

ところで、既存の照明制御システムでは、照明器具への通信信号の伝送に様々な通信方式が用いられている。しかしながら、照明器具の光源３３にＬＥＤを利用する場合、点灯回路部１へ入力する信号は、ＰＷＭ信号を用いる場合が多い。そのため、照明制御システムでは、通信方式に対応して個別に照明器具を開発せざるを得ない。

本実施形態の照明制御システム３０では、外部機器３１からどのような通信方式の制御信号が送信されても、対応する通信方式の制御信号が受信可能な通信ユニット１２と交換することにより、照明光の照明制御を行うことが可能となる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０では、照明制御システム３０全体の構成を簡略化することが可能となる。本実施形態の照明制御システム３０は、外部機器３１との通信機能を備えていない照明器具３２の点灯装置１０に通信ユニット１２を接続することで、後付的に通信機能を付加することも可能となる。通信ユニット１２は、外部機器３１との通信機能を備えていない点灯装置１０に対し、通信機能を付与する通信拡張機能部ということもできる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０では、照明器具３２における点灯装置１０の構成を簡略化することが可能となる。言い換えれば、点灯装置１０は、後付けの照明器具３２に通信機能を付加でき、点灯ユニット１１と通信ユニット１２とを別体に構成することで、照明器具３２の開発期間の短縮化を図ることが可能となる。

（実施形態２）
図４に示す本実施形態の照明制御システム３０は、図１に示す実施形態１と同様の構成であって、通信線Ｌ１を利用して通信信号の伝送を行う代わりに、電力線Ｌ２を利用して照明器具３２の制御を行う点が相違する。なお、本実施形態の照明制御システム３０では、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明制御システム３０では、図４に示すように、通信線Ｌ１を利用して通信信号を受信および送信を行う代わりに、電力線Ｌ２を利用してＰＬＣ（Power Line Communication）により、照明器具３２の制御を行っている。

以下に、本実施形態の照明制御システム３０における照明器具３２の設定動作を、図５を用いて説明する。

最初に、点灯装置１０の通信ユニット１２は、電力線Ｌ２と兼用する通信線Ｌ１を介して、外部機器３１からの通信信号を第１通信部５で受信する。照明制御システム３０では、外部機器３１は、たとえば、電力線Ｌ２を介して、通信信号たる第５信号４５を通信ユニット１２に送信する。第５信号４５は、たとえば、電源電圧に振幅電圧を加えたアナログ信号としている。

信号変換部６は、外部機器３１から送られてきた第５信号４５がどのような通信信号であるかを判別する。信号変換部６は、たとえば、第５信号４５が光源３３の全点灯、消灯や調光制御など照明器具３２の照明光の制御を示す制御情報であるかを判別する。また、信号変換部６は、たとえば、照明器具３２側の光源３３の点灯時間が予め設定した寿命時間に達しているかの状態情報を外部機器３１側に送信することを要求する情報であるかを判別する。信号変換部６は、たとえば、照明器具３２に異常や故障が生じていないかかの状態情報を外部機器３１側に送信することを要求する情報であるかを判別する。さらに、信号変換部６は、たとえば、予め複数の種類の照明器具３２ごとの特性情報が記憶された記憶部の特性情報の中から通信ユニット１２が接続した照明器具３２の特性に適合した所定の特性情報を選択する選択情報であるかを判別する。

通信ユニット１２は、外部機器３１側からの第５信号４５が調光制御を示すものである場合、光源３３を所定の光出力で出力するように、点灯制御部２へ第５信号４５の情報を伝送する。本実施形態の照明制御システム３０では、第１通信部５で受信した第５信号４５を信号変換部６が照明器具３２の特性情報に応じた点灯制御信号として第２信号４２に変換して点灯制御部２へ出力する。第２信号４２は、たとえば、ＰＷＭ信号や直流電圧の振幅信号とすることができる。

本実施形態の照明制御システム３０では、信号変換部６と点灯制御部２とは、ＰＷＭ信号の第２信号４２により、通信信号の情報を伝送している。照明制御システム３０は、信号変換部６が調光制御の通信信号に応じて、ＰＷＭ信号のオン・デューティを変化させることで、点灯制御部２が点灯回路部１を制御する。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯制御部２は、点灯制御部２は、点灯回路部１に適合したデューティのＰＷＭ信号や直流電圧の振幅信号を第３信号４３として点灯回路部１に出力する。

点灯回路部１は、たとえば、光源３３として、ＬＥＤを用いている場合、ＰＷＭ信号の第３信号４３が入力されれば、ＰＷＭ信号のパルス幅に応じて直流電流の出力波形を制御し光源３３の光出力を予め設計された調光カーブに従って変化させる。すなわち、点灯回路部１は、光源３３に直流電流の出力波形を有する第４信号４４を出力する。

なお、ＰＬＣは、電力線Ｌ２を通信回線として利用する技術であり、照明制御システム３０では、ＰＬＣにより、数Ｍｂｐｓないし数百ｂｐｓの速度で調光制御などを行うことも可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１の通信ユニット１２を本実施形態の照明制御システム３０の外部機器３１における通信方式に対応する通信ユニット１２と交換するだけで、構成することができる。

（実施形態３）
図６に示す本実施形態の照明制御システム３０は、図１に示す実施形態１と同様の構成であって、信号変換部６に電力を供給する第３電源部７を通信ユニット１２に備えた点が主として相違する。なお、本実施形態の照明制御システム３０では、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明制御システム３０では、図６に示すように、通信ユニット１２は、外部から供給される電力を信号変換部６に適合する電力に変換して給電する通信ユニット電源部として第３電源部７を備えている。すなわち、通信ユニット１２は、第３電源部７が信号変換部６に給電する。

これにより、本実施形態の照明制御システム３０は、照明器具３２とは別途に通信ユニット１２を駆動する電力を確保することが可能となる。そのため、照明器具３２は、第１電源部３、第２電源部４の設計にあたって、光源３３を点灯させる照明器具３２以外の電力消費を考慮した設計としなくともよい。

本実施形態の照明制御システム３０では、電源線Ｌ２を介して、外部電源３４より給電された交流電力を第３電源部７で、所定の直流電力に変換して信号変換部６に供給している。第３電源部７は、たとえば、ＡＣ−ＤＣコンバータを用いて構成することができる。また、通信ユニット１２は、通信ユニット１２の第２接続端子９ｃと、電力線Ｌ２側と接続した照明器具３２からの第１１接続端子９ｇとを、電気的に接続し且つ着脱可能な構成としている。

実施形態１の照明制御システム３０では、通信ユニット１２に供給する電源容量を考慮した上で、点灯ユニット１１内の第１電源部３および第２電源部４を設計する必要がある。本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２内に第３電源部７を備えていることより、通信ユニット１２の電源容量を照明器具３２で考慮する必要がない。そのため、本実施形態の照明制御システム３０では、実施形態１の照明制御システム３０と比較して、通信ユニット１２を考慮した電源容量の照明器具３２に設計にする必要もなく、照明器具３２の設計が、より容易となる。本実施形態の照明制御システム３０では、通信ユニット１２内に第３電源部７が存在しているため、照明器具３２内の電源容量を考慮した設計にすることなく、外部機器３１側との通信を行う通信機能を付与できる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、設計の簡易化を図ることができ、照明器具３２の種類ごとに個別に照明器具３２を設計する必要もなく、照明器具３２自体の開発期間の短縮化を図ることも可能となる。

なお、本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１ないし実施形態２で説明した各構成を適宜に適用してもよい。

（実施形態４）
図７に示す本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態３と同様の構成であって、第３電源部７が通信線Ｌ１より電源を作成している点が主として相違する。なお、本実施形態の照明制御システム３０では、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明制御システム３０では、図７に示すように、コントローラ電源部としての第４電源部２７は、外部電源３４から供給される電力を第２通信制御部２６および通信電源部としての第５電源部２８に給電している。また、通信ユニット電源部としての第３電源部７は、通信信号の受信および送信を行う通信線Ｌ１を介して、第５電源部２８から給電される電力を信号変換部６に適合する電力に変換して給電する。

本実施形態の照明制御システム３０では、通信線Ｌ１を介して、第５電源部２８より給電された直流電力を第３電源部７で、所定の直流電力に変換して信号変換部６に供給している。言い換えれば、第３電源部７は、通信線Ｌ１を利用してバス給電を行うバス給電部７ａを構成している。第３電源部７は、たとえば、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて構成することができる。また、通信ユニット１２は、通信ユニット１２の第２接続端子９ｃと、通信線Ｌ１側からの照明器具３２の第１２接続端子９ｈとを電気的に接続し、且つ着脱可能に構成することができる。

本実施形態の照明制御システム３０では、第３電源部７は、第５電源部２８から給電される直流電力が外部電源３４と比較して、低電圧の直流電力に変換しているため、交流と直流との変換を行う構成や絶縁型電源の構成としなくともよい。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、外部電源３４の交流電力を直接的に直流電力に電力変換して信号変換部６に給電する実施形態２の照明制御システム３０と比較して、第３電源部７の大きさを、より小型化することが可能となる。なお、絶縁型電源は、一般に、出力電圧を制御するため、二次側出力を絶縁して一次側にフィードバックする。そのため、絶縁型電源は、部品点数が増え小型化することが難しい傾向にある。

また、本実施形態の照明制御システム３０は、電力線Ｌ２を介して給電される外部電源３４からの交流電力を直接的に信号変換部６の電力に変換するものでないため、実施形態２のごとき、交流と直流との変換を行う構成や絶縁型電源を必要としない。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態３と比較して、第３電源部７の構成を比較的に簡単な構成とすることも可能となる。また、第３電源部７は、通信線Ｌ１を介して、直流電力が供給されるため、実施形態３と比較して、部品点数を減らし比較的安価に構成とすることも可能となる。

なお、本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１ないし実施形態３で説明した各構成を適宜に適用してもよい。

（実施形態５）
本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１と同様の構成であって、図示していないが、信号変換部６が点灯制御部２へ情報を送信する際の手段にシリアル通信を使用している点が主として相違する。なお、本実施形態の照明制御システム３０は、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明制御システム３０は、信号変換部６と点灯制御部２とは、シリアル通信で通信信号の情報を伝送する。

信号変換部６は、シリアル通信を用いることで、点灯制御部２と情報の送信や受信を比較的簡単に行うことが可能となる。照明制御システム３０は、点灯制御部２への送信として、たとえば、光源３３の全点灯、消灯、調光制御や点滅動作など照明器具３２の照明光の制御を示す制御情報が挙げられる。

点灯ユニット１１と通信ユニット１２との間では、信号変換部６が点灯回路部１を制御する点灯制御信号を点灯制御部２に送信する。また、点灯ユニット１１と通信ユニット１２との間では、点灯制御部２が、光源３３の不灯、照明器具３２の消費電力、光源３３の累積点灯時間や現在の調光レベルなど照明器具３２側の状態情報を信号変換部６に送信する。

点灯制御部２は、たとえば、光源３３に流している電流値や印加している電圧値に基づいて、光源３３に異常や故障などが生じているか否かの判別をすることもできる。ここでは、光源３３の異常や故障を例示しているが、点灯回路部１が異常や故障しても同様に確認することが可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０では、光源３３に流している電流値と、印加している電圧と、照明器具３２の各部の制御電力を足し合わせることで、照明器具３２側の消費電力値を算出することが可能となる。消費電力は、照明器具３２の消費電力と現在の光源３３の調光レベルとを乗算することで簡易的に算出してもよい。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯回路部１に通電した時間や光源３３の点灯時間をカウントすることで、光源３３の累積点灯時間を算出することができる。なお、照明器具３２は、光源３３の累積点灯時間を算出するため、たとえば、図示していない計時部を点灯ユニット１１に備えた構成とすればよい。本実施形態の照明制御システム３０では、点灯制御部２は、信号変換部６から送られてくる情報に基づいて、光源３３を調光制御することが可能となる。

照明制御システム３０では、消費電力の算出、光源３３の累積点灯時間の算出などを照明器具３２側で行うものだけでなく、通信ユニット１２の信号変換部６で行うことも可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０では、たとえば、照明器具３２の状態情報を定期的に点灯制御部２より出力することで、信号変換部６は、照明器具３２の状態情報を常時に入手することが可能となる。照明制御システム３０では、照明器具３２の状態情報を入手するタイミングは、定期的に入手するものだけに限られず、信号変換部６が要求した場合のみ入手するものでもよい。

通信ユニット１２は、通信線Ｌ１を介して、照明器具３２の状態情報を含む通信信号を信号変換部６が第１通信部５から送信することによって、外部機器３１に照明器具３２の状態情報を出力することができる。外部機器３１は、照明器具３２側の異常や故障、光源３３の累積点灯時間より推測した光源３３の寿命など現在の照明器具３２側の状態や照明器具３２側の消費電力量の情報を得ることができる。そのため、本実施形態の照明制御システム３０は、照明器具３２の状態情報を利用して照明制御システム３０の保守管理を行うことが可能となる。

本実施形態の照明制御システム３０は、シリアル通信を用いて情報を伝送するため、信号変換部６と点灯制御部２とで、情報の送信や受信が可能となり、光源３３を点灯させる機能を備えた照明器具３２に別途の機能を追加することが容易となる。

なお、本実施形態の照明制御システム３０を、実施形態１ないし実施形態４で説明した構成に適用してもよい。

１ 点灯回路部
２ 点灯制御部
５ 第１通信部（通信部）
６ 信号変換部
９ 接続端子部
１０ 点灯装置
１１ 点灯ユニット
１２ 通信ユニット
３０ 照明制御システム
３１ 外部機器
３２ 照明器具
３３ 光源

Claims (4)

1. 点灯ユニットと、
   前記点灯ユニットと交換可能に接続される複数の通信ユニットから選択される通信ユニットと、を備え、
   前記複数の通信ユニットの各々は、外部機器から照明光の制御を行う情報を含む制御信号を無線方式または有線方式により受信する通信部と該通信部が受信した前記制御信号を点灯制御信号に変換する信号変換部とを有し、
   前記点灯ユニットは、光源を点灯させる点灯回路部と前記点灯制御信号に基づいて前記点灯回路部を制御する点灯制御部とを有し、
   前記点灯ユニットと接続された前記通信ユニットの通信方式は、前記外部機器が送信する前記制御信号の信号方式に対応し、
   前記複数の通信ユニットの各々は、第１接続端子部を有し、
   前記点灯ユニットは、前記第１接続端子部と電気的に接続し、且つ着脱可能な第２接続端子部を有し、
   前記信号変換部は、前記点灯制御信号を前記第１接続端子部に出力するように構成され、
   前記点灯制御部は、前記点灯制御信号を前記第２接続端子部から受信するように構成される
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記点灯制御信号は、ＰＷＭ信号または直流電圧の振幅信号であることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の前記点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。
4. 請求項３に記載の前記照明器具と、前記外部機器とを備えたことを特徴とする照明制御システム。

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