JP6955046B2

JP6955046B2 - 照明装置

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Publication number: JP6955046B2
Application number: JP2020046266A
Authority: JP
Inventors: 高野　裕一; 裕一高野; 正支奥濱; 博志小田原; 正和西; 塙　信幸; 信幸塙
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: JP2020095978A

Description

本発明は、照明装置を調光する技術に関する。

近年、蛍光灯器具の消費電力に比べて大幅に消費電力を削減したＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明装置が開発されてきている。部屋の明るさの範囲は、一般社団法人日本照明工業会によって、畳数に応じて定められている。例えば、１４畳での明るさの範囲は、５１００ｌｍ以上６１００ｌｍ未満である。

特許文献１には、定格出力の１００％で照明している場合であっても、さらに調光率を上げて明るくする（段落００１０等）機能を有するＬＥＤ照明装置について記載されている。具体的には、色温度が５６００Ｋ程度のＬＥＤモジュール３１（昼光色ＬＥＤとも称する。）を用いて、昼光色の色調で点灯しているときに、明るさプラスモードを開始して、ＰＷＭ制御回路２３に対してＬＥＤモジュール３１の調光率が１００％以上となるようにＰＷＭパルスＳ１を調整する（段落００２８，０３６１）。

そして、特許文献１の段落０３６１には、「調光率１００％とする場合にＬＥＤモジュール３１に供給される電流は、ＬＥＤモジュール３１の定格照度よりさらに高い照度で光を出力可能にするようにある程度のマージンが設けられ、たとえばデューティ比８０％程度で設定される。したがって、マージンを無くしてＬＥＤモジュール３１をデューティ比１００％で電流を供給することにより調光率１００％以上の調光率に設定することが可能である。ここでは、たとえば１２５％の調光率に設定可能であるとする。」という記載がある。

また、特許文献１の段落０３６２には、「明るさプラスモードにおけるＬＥＤモジュール３１の調光率を制御する方法は上記に限らず、ＬＥＤの駆動電流値を変化させる方法であってもよい。具体的には、調光率１００％とする場合にＬＥＤモジュール３１の定格電流以下のたとえば８０％程度の電流値に設定してマージンを設け、明るさプラスモードにおいてＬＥＤモジュール３１の定格電流に近い値の電流を供給することにより１００％以上の調光率で点灯するように制御してもよい。」という記載がある。

特開２０１２−０４３６０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように、畳数に応じて定められる部屋の明るさの範囲の最大光束値（調光率１００％）よりもさらに一時的に明るさを増加する場合に、ＬＥＤモジュールに対して、その定格に近い負荷を与えると、その寿命を短くする虞がある。

そこで、本発明では、部屋の広さに適した光束の最大値よりさらに光束を増加する調光を行う場合に、ＬＥＤモジュールの寿命の短縮を抑制する技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の照明装置（例えば、ＬＥＤ照明装置）は、色温度の異なる２つの光源を備えるとともに、２つの前記光源の光束の制御により部屋の広さに適した光束の最大値を実現するモードと、前記部屋の広さに適した光束の最大値を実現するモードよりもさらに光束を増加させる明るさ増加モードと、を有し、ユーザが設定した所定の光束及び色温度の光を照射している状態で前記明るさ増加モードの指示を受け付けた場合、前記最大値の光束のときの色温度へ変化させるように調色するとともに、２つの前記光源の光束を前記最大値よりも増加させる制御を実行する制御部を備え、前記制御部は、前記明るさ増加モードの状態から、前記最大値の光束の光を照射する状態に移行する際には、２つの前記光源から照射される光の色温度を維持することを特徴とする。

本発明によれば、部屋の広さに適した光束の最大値よりさらに光束を増加する調光を行う場合に、ＬＥＤモジュールの寿命の短縮を抑制することができる。

ＬＥＤ照明装置の機能例を示す図である。調光調色制御によって実現される色温度と光束との関係の一例を示す図である。

ここで、本発明を実施するための形態（以降、「本実施形態」と称す。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、ＬＥＤ照明装置（照明装置）１００は、電源１３１（または商用電源）および電源回路１３０から電力を供給されて動作する。電源回路１３０は、電源１３１の電力を所定の電圧または電流に調整する機能を有する。

また、ＬＥＤ照明装置１００は、受光部１１０を備えている。受光部１１０は、リモコン１２０のボタン操作によってリモコン１２０から出力される信号（例えば、赤外光）を受信し、受信した信号を制御部１０１に送信する機能を有する。

リモコン１２０は、人によって操作される不図示のボタンを有し、操作されたボタンに対して設定された信号を出力する機能を有する。

次に、ＬＥＤ照明装置１００の機能例について、図１を用いて説明する。ＬＥＤ照明装置１００は、少なくとも、制御部１０１、２つの点灯回路１０２，１０３および２つのＬＥＤモジュール（光源）１０４，１０５を有する。なお、本発明の説明に必要な機能以外については記載を省略する。

制御部１０１は、マイコン等であり、受光部１１０によって受信された信号を受け付けて、点灯回路１０２，１０３を制御する制御信号を生成する機能を有する。制御信号は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメインメモリによって構成され、不図示の記憶部に記憶されているアプリケーションプログラムをメインメモリに展開して、その機能を具現化する。

点灯回路１０２，１０３は、制御部１０１から受信した制御信号に基づいて、ＬＥＤモジュール１０４，１０５を駆動する機能を有する。

ＬＥＤモジュール１０４，１０５は、互いに色温度が異なっている。本実施形態では、ＬＥＤモジュール１０４は、その色温度が６５００Ｋ程度である。また、ＬＥＤモジュール１０５は、その色温度が２７００Ｋ程度である。なお、ＬＥＤモジュール１０４，１０５の色温度は、２つのＬＥＤモジュール１０４，１０５によって生成された光の色温度が昼白色となるような組み合わせであれば、６５００Ｋ程度や２７００Ｋ程度でなくても構わない。

次に、本実施形態において、調光調色制御によって実現される色温度と光束との関係の一例について、図２を用いて説明する（適宜、図１参照）。

図２の横軸は色温度（Ｋ）を表し、縦軸は光束（ｌｍ）を表している。

図２中の点２００は、一般社団法人日本照明工業会によって畳数に応じて定められている部屋の明るさの範囲の最大値（以降、「部屋の広さに適した光束の最大値」と称する。）を表している。点２００では、ＬＥＤモジュール１０４，１０５に印加される調光率または電流値は、その定格に対してある程度のマージンが取られている。

符号２５０は、ドットを付したエリアを表している。このエリアは、通常モードで調色および調光のいずれか一方または双方を実行できる範囲を表している。

点２０１は、エリア２５０の範囲内で、ユーザーによって設定された設定値を表している。

点２１０は、制御部１０１が、点２００よりもさらに光束を増加する明るさ増加モードの指示を受け付けた時の光束および色温度を表している。点２１０の色温度は、点２００の色温度と同じである。点２１０における光束は、２個のＬＥＤモジュール１０４，１０５を用いて実現されているため、ＬＥＤモジュール１０４，１０５それぞれのマージンが小さくても、光束を大きく増加することができる。言い換えると、２つのＬＥＤモジュールで光束を増加しているため、１つ当たりの調光率または電流値の増加量は、１個のＬＥＤモジュールで同じだけ光束を増加させる場合に比べて少なくて済む。つまり、部屋の広さに適した光束の最大値よりさらに明るさを増加する調光を行う場合に、ＬＥＤモジュールの寿命の短縮を抑制することができる。

点２２１は、ＬＥＤモジュール１０５を、単独で駆動した場合の光束を表している。
点２２２は、ＬＥＤモジュール１０４を、単独で駆動した場合の光束を表している。
点２２３は、点２００の光束、すなわち、部屋の広さに適した光束の最大値を表している。

破線矢印２３０は、点２００から点２１０へ光束を増加した場合の、調色および調光の特性を表している。点２１０の色温度は、点２００の色温度と同じである。制御部１０１は、明るさ増加モードの指示を受け付けた時、破線矢印２３０に示すように、点２００の色温度を維持するように２つのＬＥＤモジュール１０４，１０５の光束を増加する制御を実行する。

破線矢印２３１は、点２０１に設定されている場合に、制御部１０１が、明るさ増加モードの指示を受け付けた時の状態を表している。具体的には、制御部１０１は、２つのＬＥＤモジュール１０４，１０５を用いて、点２０１から点２１０へ調色するとともに光束を増加させる制御を実行する。
また、破線矢印２３１は、点２１０に設定されている場合に、制御部１０１が、明るさ増加モードを解除する解除指示を受け付けた時の状態を表している。具体的には、制御部１０１は、２つのＬＥＤモジュール１０４，１０５を用いて、点２１０から点２０１へ調色するとともに光束を減少させる制御を実行する。

一点鎖線矢印２４１は、点２１０と点２２１との間で調色する場合の特性を表している。具体的には、制御部１０１は、ＬＥＤモジュール１０５を用いて調色する。

一点鎖線矢印２４２は、点２１０と点２２２との間で調色する場合の特性を表している。具体的には、制御部１０１は、ＬＥＤモジュール１０４を用いて調色する。

なお、点２０１から点２１０へ光束を増加する場合、部品のマージンを利用して駆動することになるため、制御部１０１は、所定時間（例えば、３０分）後には、明るさ増加モードの指示を受け付ける以前の状態（点２０１）に戻すようにすることが好ましい。

以上説明したように、本発明のＬＥＤ照明装置１００は、色温度の異なる２つのＬＥＤモジュール１０４，１０５と、制御部１０１とを備える。制御部１０１は、部屋の広さに適した光束の最大値を実現するように２つのＬＥＤモジュール１０４，１０５の光束を制御し、最大値の光束よりさらに光束を増加する明るさ増加モードの指示を受け付けた時、最大値の光束のときの色温度を維持するように２つのＬＥＤモジュール１０４，１０５の光束を増加する制御を実行する。したがって、部屋の広さに適した光束の最大値よりさらに光束を増加する調光を行う場合に、ＬＥＤモジュールの寿命の短縮を抑制することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の変形例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の変形例の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、ＬＥＤ照明装置１００の各機能等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、制御部１０１の各機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、またはＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００ＬＥＤ照明装置（照明装置）
１０１制御部
１０２，１０３点灯回路
１０４ＬＥＤモジュール（白色ＬＥＤ）（光源）
１０５ＬＥＤモジュール（暖色ＬＥＤ）（光源）
１１０受光部
１２０リモコン
１３０電源回路
１３１電源

Claims

色温度の異なる２つの光源を備えるとともに、
２つの前記光源の光束の制御により部屋の広さに適した光束の最大値を実現するモードと、前記部屋の広さに適した光束の最大値を実現するモードよりもさらに光束を増加させる明るさ増加モードと、を有し、ユーザが設定した所定の光束及び色温度の光を照射している状態で前記明るさ増加モードの指示を受け付けた場合、前記最大値の光束のときの色温度へ変化させるように調色するとともに、２つの前記光源の光束を前記最大値よりも増加させる制御を実行する制御部を備え、
前記制御部は、前記明るさ増加モードの状態から、前記最大値の光束の光を照射する状態に移行する際には、２つの前記光源から照射される光の色温度を維持することを特徴とする照明装置。
２つの前記光源が通常モードに設定されている状態で、前記明るさ増加モードの指示を受け付けた場合、前記制御部は、２つの前記光源を用いて、前記最大値の光束のときの色温度へ変化させるように調色するとともに、光束を前記最大値よりも増加させる制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
２つの前記光源が前記明るさ増加モードに設定されている状態で、通常モードの指示を受け付けた場合、前記制御部は、２つの前記光源を用いて、色温度を調色するとともに、光束を前記最大値以下に減少させる制御を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
２つの前記光源が前記明るさ増加モードに設定されている状態で、通常モードの指示を受け付けた場合において、当該通常モードで前記最大値の光束のときの色温度の光を照射する際、前記制御部は、２つの前記光源を用いて、前記最大値の光束のときの色温度で、光束を前記最大値以下に減少させる制御を実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
２つの前記光源の光束が前記最大値以下に設定されている状態で、前記明るさ増加モードの指示を受け付けた場合、前記制御部は、２つの前記光源を用いて、前記最大値の光束のときの色温度へ変化させるように調色するとともに、光束を前記最大値よりも増加させる制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
２つの前記光源が前記明るさ増加モードに設定されている状態で、２つの前記光源の光束を前記最大値以下に設定する指示を受け付けた場合、前記制御部は、２つの前記光源を用いて、色温度を調色するとともに、光束を前記最大値以下に減少させる制御を実行することを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の照明装置。
２つの前記光源が前記明るさ増加モードに設定されている状態で、２つの前記光源の光束を前記最大値以下に設定する指示を受け付けた場合において、当該光束で前記最大値の光束のときの色温度の光を照射する際、前記制御部は、２つの前記光源を用いて、前記最大値の光束のときの色温度で、光束を前記最大値以下に減少させる制御を実行することを特徴とする請求項１、請求項５、及び請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。
２つの前記光源が前記明るさ増加モードに設定されている状態で、前記制御部は、２つの前記光源の光束を維持し色温度のみを変更する調色の制御を行わない請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の照明装置。