JP6477093B2 - Led点灯装置及び照明装置 - Google Patents
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Description
以下に本発明の実施形態を説明する。概略として、実施形態の構成は以下の通りである。
・第1〜第4の実施形態:前回点灯から消灯までの点灯時間(以下、「前回点灯時間」という)に基づいて全ての点灯シーケンスが設定されるLED点灯装置及び照明装置
・第5〜第11の実施形態:原則として前回点灯時間に基づかずに点灯シーケンスが設定されるLED点灯装置及び照明装置
図1に、本発明の第1の実施形態によるLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図を示す。照明装置3は、LED点灯装置1及びLED2を含み、街路灯、道路灯、防犯灯等に適用される。LED2は、複数のLED素子が直列接続又は直並列接続されたLEDアレイである。LED点灯装置1は、電源部10、照度検出部20及び制御部30を含む。
実施例1では、更新される全光期間長L1は、前回点灯時間に対応する夜間長が12時間以上の時期(冬季を含む時期)においては8時間に設定され、夜間長が12時間未満の時期(夏季を含む時期)においては6.5時間に設定される。調光期間長L2は4時間に固定される。言い換えると、更新される合計期間長L1+L2は、夜間長が12時間以上の時期においては12時間に設定され、夜間長が12時間未満の時期においては10.5時間に設定される。
・日付k−1(各月の5日及び21日)の日の入時刻:前回点灯の時刻t1に対応
・日付k(各月の6日及び22日)の日の出時刻:前回点灯の時刻t4に対応
・日付k−1から日付kにかけての夜間長:前回点灯時間に対応
・全光期間長L1:上述の設定
・調光期間長L2:4時間に固定
・日付kの日の入時刻:時刻t1に対応
・調光開始時刻t2:時刻t1に全光期間長L1を加算して得られた時刻
・増光開始時刻t3:時刻t2に調光期間長L2を加算して得られた時刻
なお、日付k+1の日の出時刻(時刻t4に対応)は、日付kの日の出時刻の±1分以内であるので表示を省略する。
実施例2では、以下のように、更新される全光期間長L1が、前回点灯時間に対応する夜間長に対してより細かいステップで設定される。本実施例でも調光期間長L2は4時間に固定される。
夜間長13.5時間以上:全光期間長L1=8.5時間
夜間長13時間以上13.5時間未満:全光期間長L1=8.0時間
夜間長12.5時間以上13時間未満:全光期間長L1=7.75時間
夜間長12時間以上12.5時間未満:全光期間長L1=7.5時間
夜間長11.5時間以上12時間未満:全光期間長L1=7.25時間
夜間長11時間以上11.5時間未満:全光期間長L1=7.0時間
夜間長10.5時間以上11時間未満:全光期間長L1=6.75時間
夜間長10時間以上10.5時間未満:全光期間長L1=6.5時間
夜間長10時間未満:全光期間長L1=6.0時間
実施例3では、更新される全光期間長Lが、夜間長(前回点灯時間)の半値に所定の補正時間を加算又は減算した値に設定される。具体的には、全光期間長L1=夜間長/2+La、の設定が採用され、本実施例では、補正時間La=1時間15分である。これは、東京の南中時刻が午前11時45分前後であり、その対称時刻となる夜の中心時刻が午後11時45分前後になることから、午前1時と午後11時45分の差分である1時間15分を補正時間Laとするものである。また、調光期間長L2=4時間であるから、合計期間長L1+L2=夜間長/2+5時間15分となる。本実施例は、夜間長が変動しても日の入と日の出の中心時刻は大きくは変動しないという知見に基づく。ただし、実際には、地球の公転、地軸の傾き等の種々の要因により、南中時刻、及びその対称時刻となる夜間長の半値に対応する時刻は年間を通じて幾らか変動することに留意する必要がある。なお、実施例1及び2の表1及び2に示す調光開始時刻t2の増減からも推察されるように、南中時刻(及び夜の中心時刻)の推移は、2月及び7月に遅い側の極値を有するとともに5月及び11月に早い側の極値を有し、2月の極値で最も遅い時刻となり、11月の極値で最も早い時刻となる。
実施例4では、更新される全光期間長Lが、夜間長(前回点灯時間)の半値に所定の係数を乗算した値に設定される。具体的には、全光期間長L1=夜間長/2×α、の設定が採用され、本実施例では、係数α=1.2である。
ステップS12において、出力制御部33は、計時部34によって計時される経過時間を参照して全光期間T1が終了したか否かを判別する。全光期間T1が終了していない場合には(ステップS12、No)全光期間T1が継続され、全光期間T1が終了した場合には(ステップS12、Yes)処理はステップS20に進む。
ステップS22において、点滅制御部31は、照度検出部20によって検出される環境照度が点滅用閾値以上となったか否かを判別する。環境照度が点滅用閾値以上となった場合には(ステップS22、Yes)処理はステップS40に進み、環境照度が点滅用閾値未満である場合には(ステップS22、No)処理はステップS24に進む。
ステップS24において、出力制御部33は、計時部34によって計時される経過時間を参照して調光期間T2が終了したか否かを判別する。調光期間T2が終了していない場合には(ステップS24、No)調光期間T2が継続され、調光期間T2が終了した場合には(ステップS24、Yes)処理はステップS30に進む。
ステップS32において、点滅制御部31は、照度検出部20によって検出される環境照度が点滅用閾値以上となったか否かを判別する。環境照度が点滅用閾値未満である場合には(ステップS32、No)増光期間T3が継続され、環境照度が点滅用閾値以上となった場合には(ステップS32、Yes)処理はステップS40に進む。
ステップS50において、計時部34によって計時されたステップS5からステップS40までの経過時間が前回点灯時間として記憶部35に記憶される。
ステップS60において、シーケンス生成部32は、前回点灯時間に基づいて次回点灯のための点灯シーケンスを更新する。なお、ステップS60は、次回点灯までのいずれかの時点で実行されればよい。
上記第1の実施形態では、合計期間長L1+L2の更新において、調光期間長L2が固定された状態で全光期間長L1が調整される構成を示したが、本実施形態では、全光期間長L1及び調光期間長L2の双方が調整される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第1の実施形態について示した図1のブロック図と同じである。本実施形態と第1の実施形態とでは、シーケンス生成部32における点灯シーケンスの設定が異なる。
実施例5では、シーケンス生成部32は、前回点灯時間に対応する前日から当日にかけての夜間長に所定の割合βを乗じた値を合計期間長L1+L2として採用する。具体的には、合計期間長L1+L2=夜間長×βとし、本実施形態では一例として、β=0.94である。これにより、夜明け前の時間帯に対応する部分、すなわち点灯シーケンスの終端の6%(=1−β)の部分が増光期間T3に割り当てられる。なお、全光期間長L1は、上記第1の実施形態の実施例1〜4のいずれかと同様に設定されればよく、本実施例では実施例2の場合と同じであるものとする。
・日付k−1(各月の5日及び21日)の日の入時刻:前回点灯の時刻t1に対応
・日付k(各月の6日及び22日)の日の出時刻:前回点灯の時刻t4に対応
・日付k−1から日付kにかけての夜間長:前回点灯時間に対応
・全光期間長L1:第1の実施形態の実施例2と同じ(参照)
・合計期間長L1+L2:上記の設定
・日付kの日の入時刻:時刻t1に対応
・調光開始時刻t2:時刻t1に全光期間長L1を加算して得られた時刻(参照)
・増光開始時刻t3:時刻t1に合計期間長L1+L2を加算して得られた時刻
なお、日付k+1の日の出時刻(時刻t4に対応)は、日付kの日の出時刻の±1分以内であるので表示を省略する。
実施例6では、シーケンス生成部32は、前回点灯時間に対応する前日から当日にかけての夜間長に所定の一次関数を適用して得た値を合計期間長L1+L2として採用する。具体的には、合計期間長L1+L2=γ×夜間長+Lbとし、本実施形態では一例として、γ=0.65、Lb=3.0時間である。このような関数の適用により、日の出時刻に対応する時刻t4の前に増光開始時t3を設定でき、かつ冬季における増光開始時t3を早めることができる。具体的には、年間を通じて増光開始時t3が午前5時前に設定される。なお、γ=0.5、Lb=5時間15分(=1時間15分+4時間)とすれば、第1の実施形態の実施例3と同じ合計期間長L1+L2を得ることになる。全光期間長L1は、上記第1の実施形態の実施例1〜4のいずれかと同様に設定されればよく、本実施例では実施例2の場合と同じであるものとする。
上記第1の実施形態では、増光開始時t3が午前5時付近で略一定となるように点灯シーケンスが設定される構成を示し、上記第2の実施形態では、増光開始時t3が日の出時刻t4より前となるように点灯シーケンスが設定される構成を示した。本実施形態では、夜間長が長い冬季には増光開始時t3が午前5時付近で略一定となり、夜間長が短い夏季には増光開始時t3が日の出時刻t4より前となるように点灯シーケンスが設定される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第1の実施形態について示した図1のブロック図と同じである。本実施形態と第1及び第2の実施形態とでは、シーケンス生成部32における点灯シーケンスの設定が異なる。
実施例7では、シーケンス生成部32は、まず、第1の実施形態の実施例3における合計期間長L1+L2と同じ期間長X1、及び第2の実施形態の実施例5における合計期間長L1+L2と同じ期間長X2を演算する。すなわち、期間長X1=夜間長/2+5時間15分(=1時間15分+4時間)であり、期間長X2=0.94×夜間長である。そして、シーケンス生成部32は、期間長X1と期間長X2のうちの短い方を合計期間長L1+L2として採用する。これにより、図8に示すような時刻t3の線が得られる。なお、期間長X1=期間長X2である場合には、どちらが採用されてもよい。
上記第1の実施形態では、所定の地域(例えば、東京)において点灯シーケンスが適正化される構成を示したが、本実施形態では、経度の差に起因する暦の地域差を考慮して点灯シーケンスが適正化される構成を示す。
上記第1乃至第4の実施形態では、計時部としてタイマを用いて前回点灯時間に基づいて点灯シーケンスが決定される構成を示したが、本実施形態では、計時部として現在時刻を出力する時計を用いて現在時刻に基づいて点灯シーケンスが決定される構成を示す。
実施例8では、調光開始時刻t2が午前1時00分に設定され、増光開始時刻t3が午前5時00分に設定される。表8に、2015年1月〜12月の東京における暦の抜粋を参照して、左列から以下を示す。
・日付k−1の日の入時刻:時刻t1に対応
・調光開始時刻t2:午前1時00分に固定
・増光開始時刻t3:午前5時00分に固定
・日付kの日の出時刻:時刻t4に対応
上記第2の実施形態では、点灯期間の終端部分の所定割合が増光期間T3に割り当てられて増光開始時刻t3が決定される構成を示したが、本実施形態では、前回消灯時刻及び現在時刻に基づいて増光開始時刻t3が決定される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第5の実施形態について示した図11のブロック図と同じである。
上記第6の実施形態では、前回消灯時刻及び現在時刻に基づいて増光期間T3が開始される構成を示したが、本実施形態では前回消灯時刻及びその後の経過時間に基づいて増光期間T3が開始される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第1の実施形態について示した図1のブロック図と同じである。
上記第7の実施形態では、前回消灯時刻及びその後の経過時間に基づいて増光期間T3が開始される構成を示したが、本実施形態では、日の出前に環境照度が若干明るくなった時点で増光期間T3が開始される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第1の実施形態について示した図1のブロック図と同じである。
上記第5の実施形態では、増光開始時刻t3が午前5時で一定となるように点灯シーケンスが設定される構成を示し、上記第6から第8の実施形態では、増光開始時刻t3が日の出時刻t4より前となるように点灯シーケンスが設定される構成を示した。本実施形態では、夜間長が長い冬季には増光開始時刻t3が午前5時で一定となり、夜間長が短い夏季には増光開始時刻t3が日の出時刻t4より前となるように点灯シーケンスが設定される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第5の実施形態について示した図11のブロック図と同じである。
上記第9の実施形態の一態様として、夜間長が長い冬季には現在時刻に応じて増光開始時刻t3が午前5時で一定となり、夜間長が短い夏季には環境照度に応じて増光開始時刻t3が日の出時刻t4より前となるように点灯シーケンスが設定される構成を示した。本実施形態では、夜間長が長い冬季には前回点灯時間に応じて増光開始時刻t3が午前5時で略一定となり、夜間長が短い夏季には環境照度に応じて増光開始時刻t3が日の出時刻t4より前となるように点灯シーケンスが設定される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第1の実施形態について示した図1のブロック図と同じである。
上記第5の実施形態では、調光開始時刻t2及び増光開始時刻t3が年間を通じて固定の時刻に設定される構成を示したが、本実施形態では、調光開始時刻t2及び増光開始時刻t3が暦に基づいて変動する時刻に設定される構成を示す。本実施形態のLED点灯装置1及び照明装置3のブロック図は、第5の実施形態について示した図11のブロック図と同じである。
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
上記各実施形態においては、日の入時刻で点灯が開始されるとともに日の出時刻に消灯される設定を示したが、日の入時刻前に点灯が開始されるとともに日の出時刻後に消灯される設定にも本発明は適用可能である。実施例1及び2においては、点灯時間の拡張に応じて全光期間長L1を増加させればよく、実施例3〜11においては、点灯時間の拡張に伴う実質的な修正は不要である。
上記第1の実施形態では、調光期間長L2が固定値であるものとしたが、調光期間長L2は変動値であってもよい。例えば、夜間長(前回点灯時間)の増減に対応して調光期間長L2が増減するようにして、増光開始時刻t3が、日の出時刻に対応する時刻t4よりも前になるようにしてもよい。これにより、第2の実施形態の実施例6と同様の効果を得ることができる。
上記各実施形態では、点灯シーケンスにおける時刻t1、t2、t3及びt4の各時刻において、光出力が1段のステップで切り換えられる構成を示したが、各時刻における光出力の切換は多段階に行われてもよいし、連続的になだらかに行われるように構成してもよい。
上記各実施形態においては、合計期間長L1+L2、全光期間長L1又は調光期間長L2を決定するために種々の関数を用いたが、これらは一例であり、他の関数が使用されてもよい。例えば、第2の実施形態においては、合計期間長L1+L2を導出するために夜間長の一次関数を用いたが、二次関数、対数関数、三角関数等、他の関数が用いられてもよい。
2 LED
3 照明装置
10 電源部
20 照度検出部
30 制御部
31 点滅制御部
32 シーケンス生成部
33 出力制御部
34 計時部(タイマ)
35 記憶部
40 切換部
50 計時部(時計)
Claims (10)
- LED点灯装置であって、
LEDに可変の出力電流を供給する電源部と、
環境照度を検出する照度検出部と、
検出される前記環境照度が点滅用閾値未満の場合に前記電源部を動作状態とし、前記環境照度が前記点滅用閾値以上の場合に前記電源部を非動作状態とする点滅制御部と、
点灯開始から順に、全光期間、調光期間及び該調光期間の調光率よりも明るい調光率が適用される増光期間を有する点灯シーケンスを生成するシーケンス生成部と、
前記電源部が動作状態である場合に点灯シーケンスに基づいて前記電源部に前記出力電流を制御させる出力制御部と、
前記LEDの点灯から消灯までの点灯時間を計測する計時部と、
前回の点灯時間である前回点灯時間を記憶する記憶部と
を備え、前記シーケンス生成部が、前記全光期間及び前記調光期間の合計期間長を前記前回点灯時間に基づいて更新して新たな点灯シーケンスを生成するように構成され、
相対的に東側の地域及び相対的に西側の地域のいずれか一方における使用を選択するための切換部を更に備え、前記相対的に西側の地域が選択された場合の前記合計期間長又は前記全光期間の長さが、前記相対的に東側の地域が選択された場合の前記合計期間長又は前記全光期間の長さよりも短くなるように設定されたLED点灯装置。 - 請求項1に記載のLED点灯装置において、更新される前記全光期間の長さが前記前回点灯時間の増減に対応して増減するように設定されたLED点灯装置。
- LED点灯装置であって、
LEDに可変の出力電流を供給する電源部と、
環境照度を検出する照度検出部と、
検出される前記環境照度が点滅用閾値未満の場合に前記電源部を動作状態とし、前記環境照度が前記点滅用閾値以上の場合に前記電源部を非動作状態とする点滅制御部と、
点灯開始から順に、全光期間、調光期間及び該調光期間の調光率よりも明るい調光率が適用される増光期間を有する点灯シーケンスを生成するシーケンス生成部と、
前記電源部が動作状態である場合に点灯シーケンスに基づいて前記電源部に前記出力電流を制御させる出力制御部と、
前記LEDの点灯から消灯までの点灯時間を計測する計時部と、
前回の点灯時間である前回点灯時間を記憶する記憶部と
を備え、前記シーケンス生成部が、前記全光期間及び前記調光期間の合計期間長を前記前回点灯時間に基づいて更新して新たな点灯シーケンスを生成するように構成され、
更新される前記全光期間の長さが前記前回点灯時間の半値に基づく値に設定されたLED点灯装置。 - LED点灯装置であって、
LEDに可変の出力電流を供給する電源部と、
環境照度を検出する照度検出部と、
検出される前記環境照度が点滅用閾値未満の場合に前記電源部を動作状態とし、前記環境照度が前記点滅用閾値以上の場合に前記電源部を非動作状態とする点滅制御部と、
点灯開始から順に、全光期間、調光期間及び該調光期間の調光率よりも明るい調光率が適用される増光期間を有する点灯シーケンスを生成するシーケンス生成部と、
前記電源部が動作状態である場合に点灯シーケンスに基づいて前記電源部に前記出力電流を制御させる出力制御部と
を備え、
前記環境照度が、前記点滅用閾値よりも低い増光用閾値以上となった時点で前記増光期間が開始されるように構成されたLED点灯装置。 - LED点灯装置であって、
LEDに可変の出力電流を供給する電源部と、
環境照度を検出する照度検出部と、
検出される前記環境照度が点滅用閾値未満の場合に前記電源部を動作状態とし、前記環境照度が前記点滅用閾値以上の場合に前記電源部を非動作状態とする点滅制御部と、
点灯開始から順に、全光期間、調光期間及び該調光期間の調光率よりも明るい調光率が適用される増光期間を有する点灯シーケンスを生成するシーケンス生成部と、
前記電源部が動作状態である場合に点灯シーケンスに基づいて前記電源部に前記出力電流を制御させる出力制御部と、
現在時刻を出力する第1の計時部と、
前回消灯時からの経過時間を計測する第2の計時部と
を備え、前記現在時刻が午前5時±30分の所定の設定時刻に達した時点又は前記経過時間が所定時間に達した時点のいずれか早い時点で前記増光期間が開始されるように構成されたLED点灯装置。 - LED点灯装置であって、
LEDに可変の出力電流を供給する電源部と、
環境照度を検出する照度検出部と、
検出される前記環境照度が点滅用閾値未満の場合に前記電源部を動作状態とし、前記環境照度が前記点滅用閾値以上の場合に前記電源部を非動作状態とする点滅制御部と、
点灯開始から順に、全光期間、調光期間及び該調光期間の調光率よりも明るい調光率が適用される増光期間を有する点灯シーケンスを生成するシーケンス生成部と、
前記電源部が動作状態である場合に点灯シーケンスに基づいて前記電源部に前記出力電流を制御させる出力制御部と、
現在時刻を出力する計時部と
を備え、
前記現在時刻が午前5時±30分の所定の設定時刻に達した時点又は前記照度検出部によって検出される環境照度が前記点滅用閾値よりも低い増光用閾値以上となった時点のいずれか早い時点で前記増光期間が開始されるように構成されたLED点灯装置。 - LED点灯装置であって、
LEDに可変の出力電流を供給する電源部と、
環境照度を検出する照度検出部と、
検出される前記環境照度が点滅用閾値未満の場合に前記電源部を動作状態とし、前記環境照度が前記点滅用閾値以上の場合に前記電源部を非動作状態とする点滅制御部と、
点灯開始から順に、全光期間、調光期間及び該調光期間の調光率よりも明るい調光率が適用される増光期間を有する点灯シーケンスを生成するシーケンス生成部と、
前記電源部が動作状態である場合に点灯シーケンスに基づいて前記電源部に前記出力電流を制御させる出力制御部と
を備え、前記点灯シーケンスにおける前記増光期間の開始時刻が午前5時±1時間の範囲、好ましくは午前5時±30分の範囲に含まれるように設定された、前記全光期間及び前記調光期間の合計期間長が前記シーケンス生成部によって演算され、点灯開始時から前記合計期間長を経過する時点又は前記環境照度が前記点滅用閾値よりも低い増光用閾値以上となる時点のいずれか早い時点で前記増光期間が開始されるように構成されたLED点灯装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のLED点灯装置において、前記点滅用閾値が日の入時又は日の出時の環境照度に対応する値に設定されたLED点灯装置。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載のLED点灯装置において、前記点灯シーケンスにおける前記調光期間の開始時刻が午前1時±1時間の範囲、好ましくは午前1時±30分の範囲に含まれるように設定されたLED点灯装置。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のLED点灯装置と、前記LEDとを備えた照明装置。
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JP2015058083A JP6477093B2 (ja) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Led点灯装置及び照明装置 |
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