JP7017925B2 - 点灯装置、照明装置、照明器具及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置、照明装置、照明器具及びプログラムに関する。より詳細には、本発明は、固体発光素子を点灯させる点灯装置、当該点灯装置を備える照明装置、当該照明装置を有する照明器具、及び当該点灯装置に用いられるプログラムに関する。

点灯装置の従来例として、特許文献１記載の電源装置（電源ユニット）を例示する。特許文献１記載の電源ユニット（以下、従来例という。）は、光源であるＬＥＤモジュールに直流電流を供給してＬＥＤモジュールを点灯させる。また、当該従来例は、機能ユニット（機能拡張モジュール）から信号が入力される信号入力部を備えている。機能ユニットは、例えば、メタル線又は空中線を介して受信する外部制御信号を内部制御信号に変換して出力するように構成されている。従来例は、例えば、機能ユニットから受け取る内部制御信号に応じてＬＥＤモジュールに供給する直流電流を調整してＬＥＤモジュールを調光するように構成されている。なお、機能ユニットは、電源ユニットから給電されて動作するように構成されている。

特開２０１６－５１６５１号公報

ところで、機能ユニット（機能拡張モジュール）の消費電力（消費電流）が電源装置（点灯装置）の供給可能な制御電力を超えていた場合、当該機能拡張モジュールが正常に動作しなかったり、電源装置（点灯装置）の発熱量が増加するなどの不具合が生じる可能性がある。

本発明の目的は、機能拡張モジュールが接続されることに伴う不具合の抑制を図ることができる点灯装置、照明装置、照明器具及びプログラムを提供することである。

本発明の一態様に係る点灯装置は、１つ以上の固体発光素子を点灯させる点灯回路を備える。前記点灯装置は、複数種類の機能拡張モジュールのうちの任意の１種類の機能拡張モジュールと電気的に接続されるように、かつ、前記機能拡張モジュールが電気的に接続されている場合に制御信号を受け取るように構成されているインタフェース回路を備える。前記点灯装置は、前記インタフェース回路と電気的に接続され得る前記機能拡張モジュールに給電する給電回路を備える。前記点灯装置は、前記給電回路から前記機能拡張モジュールに印加される電圧又は前記機能拡張モジュールに供給される電流の少なくとも一方の電気量を検出し、検出する電気量が許容範囲内に収まっているか否かを判定するように構成されている制御回路を備える。前記制御回路は、前記電気量を標本化及び量子化することによって電気量データを取得し、前記給電回路の給電開始から所定時間内に取得する複数の前記電気量データのうちで前記許容範囲を超える前記電気量データの数が所定数以上であるか否かによって判定する。

本発明の一態様に係る照明装置は、前記固体発光素子と、前記点灯装置と、前記固体発光素子及び前記点灯装置を保持する本体とを有する。

本発明の一態様に係る照明器具は、前記照明装置と、前記照明装置を支持する器具本体とを有する。

本発明の一態様に係るプログラムは、前記点灯装置の制御回路が有するコンピュータを動作させるためのプログラムであって、コンピュータに、前記給電回路から前記機能拡張モジュールに印加される制御電源電圧又は前記機能拡張モジュールに供給される負荷電流の少なくとも一方の電気量を標本化及び量子化することによって電気量データを取得し、前記給電回路の給電開始から所定時間内に取得する複数の前記電気量データのうちで前記許容範囲を超える前記電気量データの数が所定数以上であるか否かによって、前記電気量が前記許容範囲内に収まっているか否かを判定させる。

本発明の一態様に係る点灯装置、照明装置、照明器具及びプログラムは、機能拡張モジュールが接続されることに伴う不具合の抑制を図ることができるという効果がある。

図１は、本発明の一態様に係る照明装置（光源ユニット）及び照明器具の分解斜視図である。 図２は、同上の光源ユニットを示し、カバーの一部分を省略して長手方向から見た側面図である。 図３は、本発明の一態様に係る点灯装置の回路構成図である。 図４Ａは、機能拡張モジュールの回路ブロック図である。図４Ｂは、別の種類の機能拡張モジュールの回路ブロック図である。図４Ｃは、更に別の種類の機能拡張モジュールの回路ブロック図である。 図５Ａは、機能拡張モジュールの負荷電流の波形図である。図５Ｂは、機能拡張モジュールの負荷電流にノイズが重畳した場合の波形図である。図５Ｃは、別の種類の機能拡張モジュールの負荷電流の波形図である。図５Ｄは、更に別の種類の機能拡張モジュールの負荷電流の波形図である。図５Ｅは、機能拡張モジュールの負荷電流が異常に増加した場合の波形図である。 図６は、同上の点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一態様に係る点灯装置、照明装置、照明器具及びプログラムの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態の照明器具６は、図１に示すように、本実施形態の照明装置（光源ユニット２）と、光源ユニット２を支持する器具本体４とを有している。光源ユニット２は、図１に示すように天井に直付けされる器具本体４に着脱可能に取り付けられる。ただし、器具本体４は、天井に埋め込まれてもよいし、あるいは、壁に直付けされてもよいし、壁に埋め込まれてもよい。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、図１に矢印で示す向きにおいて、光源ユニット２及び器具本体４の上下、左右、前後の各方向を規定する。

器具本体４は、ナット９１によって吊りボルト９０に固定され、天井９に直付けされる。光源ユニット２は、器具本体４に対して着脱可能に取り付けられる。

器具本体４は、板金に曲げ加工を施すことで長尺かつ上面（天井９との対向面）が開口するへん平な箱状に形成される。器具本体４の天井９と反対側（下側）には、光源ユニット２を収容するための矩形の凹部４０が器具本体４の長手方向（左右方向）の全長に亘って設けられている。器具本体４の短手方向（前後方向）における凹部４０の両側には、それぞれ傾斜部４１が設けられている。傾斜部４１は、凹部４０の開口端縁から器具本体４の短手方向（前後方向）に延出し、かつ、外側に向かって上方へ傾斜している。

凹部４０は、長尺の矩形板状に形成された底板４２と、底板４２の長手方向に沿った両端（前端及び後端）から下向きに突出する一対の側板４３とを有している。凹部４０の底板４２には、電源線９２を通すための孔４２０が長手方向（左右方向）におけるほぼ中央に設けられている。さらに、この底板４２には、長手方向（左右方向）における両端寄りの位置に吊りボルト９０を通すための孔４２１がそれぞれ設けられている。そして、底板４２の下面には端子台４４が取り付けられる。端子台４４は、電源線９２と電気的に接続される。端子台４４から接地線を含む３本の電線４４０が引き出されている。さらに、これら３本の電線４４０の先端にプラグコネクタ４４１が電気的に接続されている。

光源ユニット２は、図１及び図２に示すように、複数（例えば、２つ）のＬＥＤ（Light Emitting Diode）モジュール２２、取付部材２１（本体）、カバー２３、本実施形態の点灯装置１などを備える。

２つのＬＥＤモジュール２２は、長手方向（左右方向）に並んで配置されている。各ＬＥＤモジュール２２は、長手方向（左右方向）に長い矩形板状に形成された基板２２１を有する（図２参照）。基板２２１の表面（下面）には、複数の固体発光素子（ＬＥＤ２２０）が長手方向（左右方向）に沿い、かつ、１列に並べて実装されている。

各ＬＥＤモジュール２２において隣接するＬＥＤモジュール２２と対向する端部には、電源供給用の一対のコネクタ２２４がそれぞれ実装されている（図２参照）。そして、互いに隣接する２つのＬＥＤモジュール２２の一対のコネクタ２２４同士が電気的に接続されることで、一方のＬＥＤモジュール２２から他方のＬＥＤモジュール２２に点灯電力が中継される。

取付部材２１は、長尺の矩形平板状に形成されている底板２１１と、長尺の矩形平板状に形成されて底板２１１の左右方向に沿った両端から上向きに突出する一対の側板２１２とを有する。なお、取付部材２１は、亜鉛鋼板などの金属板が曲げ加工されることにより、底板２１１と一対の側板２１２とが一体に形成されることが好ましい。また、一対の側板２１２の上端には、おおよそ円筒形状の被引掛部２１３がそれぞれ設けられている。

底板２１１は、前後方向の中央部分が上向きに凹んでおり、その中央部分にＬＥＤモジュール２２が配置されている。ＬＥＤモジュール２２は、底板２１１から切り起こされた複数の固定片２１６によって底板２１１に固定されている。

また、取付部材２１は、一対の引掛金具２１４と、一対の引掛ばね２１５とを備えている（図１及び図２参照）。一対の引掛金具２１４は、先端が鈎形に形成され、その先端部分が前方の側板２１２の上を乗り越えるように、底板２１１の左右両端の近傍にそれぞれ設けられている。これら一対の引掛金具２１４は、器具本体４の前方の側板４３に設けられている引掛孔４３０に引っ掛けられる（図１参照）。また、一対の引掛ばね２１５は、ねじりコイルばねで構成されている（図２参照）。各引掛ばね２１５は、底板２１１の後端における左右両端の近傍にそれぞれ設けられている（図１参照）。これら一対の引掛ばね２１５は、器具本体４に設けられているばね受け金具４３１に一方の端が引っ掛けられる（図１参照）。つまり、取付部材２１は、一対の引掛金具２１４と一対の引掛ばね２１５とによって、器具本体４に着脱可能に取り付けられる。

カバー２３は、光拡散性を有する材料（例えば乳白色のアクリル樹脂）により上面（取付部材２１側の面）が開口する長尺の箱形に形成されている。カバー２３は、前後方向（幅方向）において両端から中央に行くほど下方への突出量が大きくなるようなシリンドリカルレンズ形状の曲面部２３１を有している（図２参照）。

カバー２３の前後方向における両端部には、光源ユニット２を器具本体４に取り付けた状態で、上下方向において器具本体４の凹部４０の開口端縁と重なる延出部２３２がそれぞれ設けられている（図２参照）。カバー２３の短手方向（前後方向）において延出部２３２の内側には、上向きに突出する突壁部２３３がそれぞれ全長に亘って設けられている。各突壁部２３３の先端には内向きに突出する引掛部２３４がそれぞれ設けられている。各突壁部２３３の根元近くには、それぞれ内向きに突出する接触片２３５が突出している。

カバー２３は、取付部材２１に取り付けられる。すなわち、一対の引掛部２３４が、取付部材２１の各側板２１２の被引掛部２１３に引っ掛けられ、かつ、各接触片２３５が取付部材２１の底板２１１の下面に接することにより、カバー２３が取付部材２１に取り付けられる（図２参照）。

点灯装置１は、図示しない回路基板と、回路基板を収容するケース１８とを有する。回路基板は、長尺の矩形板状に形成されたプリント配線板からなる。回路基板には、後述する点灯回路１０、電力変換回路１１、制御回路１２などを構成する複数の回路部品が実装されている。

ケース１８は、図２に示すように、底板１８０と、底板１８０の短手方向（前後方向）に沿った端縁から立ち上がる一対の第１側板１８１と、底板１８０の長手方向に沿った端縁から立ち上がる一対の第２側板１８２とを有する。すなわち、ケース１８は、底板１８０に対向する面（下面）が開放された長尺の箱形に形成されている。ケース１８は、片方（後方）の第２側板１８２の先端から外向きに突出する、角樋状の固定板（図示せず）を備えている。

点灯装置１は、図２に示すように、ケース１８の底板１８０が上になるように、光源ユニット２の取付部材２１の上面に取り付けられる。具体的には、第２側板１８２及び固定板がそれぞれ取付部材２１の一対の側板２１２にねじ止めされることによって、ケース１８が取付部材２１に固定される。取付部材２１に取り付けられた状態において、ケース１８の開口が取付部材２１の底板２１１で塞がれる。

次に、点灯装置１の回路構成について、図３の回路図を参照しながら詳細に説明する。点灯装置１は、電力系統（交流電源８）から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を光源ユニット２に供給することで各ＬＥＤモジュール２２を発光（点灯）させるように構成されている。点灯装置１は、点灯回路１０、電力変換回路１１、制御回路１２、インタフェース回路１３、第１制御電源回路１４、第２制御電源回路１５、検出用抵抗器１６、開閉素子１７などを備えている。

電力変換回路１１は、フィルタ回路１１０と、整流回路１１１と、力率改善回路１１２とを有している。フィルタ回路１１０は、コモンモードチョークコイル１１０１と、アクロス・ザ・ラインコンデンサ１１０２とを有している。フィルタ回路１１０は、交流電源８に対して力率改善回路１１２及び点灯回路１０で発生する高調波ノイズ（スイッチングノイズ）の漏洩を抑制する機能を担っている。また、整流回路１１１はダイオードブリッジで構成されている。整流回路１１１は、交流電源８から入力する交流電圧を脈流電圧に整流する。なお、整流回路１１１の脈流出力端子間には、平滑用のコンデンサＣ１が電気的に接続されている。

力率改善回路１１２は、インダクタＬ１、第１スイッチ素子Ｑ１、整流素子Ｄ１、平滑コンデンサＣ０などで構成される、従来周知の昇圧チョッパ回路である。力率改善回路１１２は、整流回路１１１から出力される脈流電圧を、当該脈流電圧のピーク値よりも高い出力電圧（例えば、４００ボルトの直流電圧）Ｖｄｃに変換する。

点灯回路１０は、第２スイッチ素子Ｑ２、インダクタＬ２、整流素子Ｄ２、抵抗器Ｒ１、平滑コンデンサＣ２などで構成される、従来周知の降圧チョッパ回路（バックコンバータ）である。点灯回路１０は、電力変換回路１１から出力される出力電圧Ｖｄｃを、ＬＥＤモジュール２２に適した電圧（例えば、数十ボルト）まで降圧する。

制御回路１２は、力率改善回路１１２の第１スイッチ素子Ｑ１をスイッチングして電力変換回路１１の出力電圧Ｖｄｃを一定に保つ機能（定電圧制御機能）を有する。また、制御回路１２は、第２スイッチ素子Ｑ２をスイッチングして出力電流（ＬＥＤモジュール２２に流れる電流）ＩＬを目標値に一致させる機能（定電流制御機能）を有する。さらに、制御回路１２は、第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５に供給する電流（以下、負荷電流Ｉ１と呼ぶ。）を検出し、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっているか否かを判定する機能（判定機能）を有する。このように定電圧制御機能、定電流制御機能及び判定機能を有する制御回路１２は、例えば、定電圧制御機能を実現する電子回路と、定電流制御機能を実現する電子回路と、判定機能を実現する電子回路との集合体（集積回路）として構成されてもよい。ただし、本実施形態における制御回路１２は、コンピュータに相当するプロセッサ、プロセッサに実行させる複数のプログラムを格納するプログラムメモリ、複数のＩ／Ｏポート、タイマなどを１チップに集積化したマイクロコントローラで構成されてもよい。この場合、プログラムメモリに格納される複数のプログラムには、本実施形態のプログラムが含まれている。

第１制御電源回路１４は、電力変換回路１１の出力電圧Ｖｄｃから第１制御電源電圧（例えば、３Ｖ～１５Ｖ程度の直流電圧）を生成する。第１制御電源回路１４は、例えば、降圧型のスイッチング電源回路で構成されることが好ましい。第１制御電源電圧は制御回路１２に供給される。

第２制御電源回路１５は、第１制御電源回路１４の出力電圧から第２制御電源電圧（機能拡張モジュール５に印加させる電圧）を生成する。第２制御電源回路１５は、例えば、３端子レギュレータで構成されることが好ましい。

インタフェース回路１３は、制御回路１２及び第２制御電源回路１５と機能拡張モジュール５とを物理的（電気的）に接続するための構造（例えば、レセプタクルコネクタ）を、少なくとも有している。ただし、インタフェース回路１３は、機能拡張モジュール５から入力される電気信号（内部制御信号）を増幅する増幅器などを有していてもかまわない。なお、第２制御電源回路１５から出力される第２制御電源電圧及び負荷電流Ｉ１は、インタフェース回路１３を通じて機能拡張モジュール５に供給される。

検出用抵抗器１６及び開閉素子１７は、第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５への給電路に設けられている。検出用抵抗器１６は固定抵抗器からなる。制御回路１２は、負荷電流Ｉ１が流れているときの検出用抵抗器１６の両端電圧（電圧降下）から負荷電流Ｉ１を検出する。すなわち、制御回路１２は、負荷電流Ｉ１の大きさ（負荷電流Ｉ１の電気量）に比例する検出用抵抗器１６の両端電圧を検出（計測）することによって負荷電流Ｉ１の電気量（電流値）を間接的に検出（計測）している。

開閉素子１７は、Ｎチャネル・エンハンスメント形のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）からなる。ただし、開閉素子１７は、ＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチ素子、あるいは電磁リレーでもかまわない。開閉素子１７のドレインは、検出用抵抗器１６を介して第２制御電源回路１５と電気的に接続されている。開閉素子１７のソースは、インタフェース回路１３を介して機能拡張モジュール５と電気的に接続されている。開閉素子１７のゲートは、制御回路１２と電気的に接続されている。つまり、開閉素子１７は、制御回路１２によってオン・オフされる。開閉素子１７がオン状態のときに第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５に負荷電流Ｉ１が供給され、開閉素子１７がオフ状態のときに負荷電流Ｉ１が遮断される。

機能拡張モジュール５は、点灯装置１に対して、点灯装置１単独では実現し得ない機能、例えば、有線通信又は無線通信の機能などを拡張（追加）するように構成されている。つまり、点灯装置１に対して拡張（追加）しようとする機能の種類毎に異なる機能拡張モジュール５が用意されている。なお、以下の説明においては、個々の機能拡張モジュール５を区別する際に「５Ａ」、「５Ｂ」、「５Ｃ」などの符号を付す場合がある。

機能拡張モジュール５Ａは、点灯装置１に対して有線通信の遠隔制御による調光機能を追加するように構成されている。具体的には、機能拡張モジュール５Ａは、図４Ａに示すように、外部信号入力部５００、フォトカプラ５０１、抵抗器Ｒ２、Ｒ３、信号出力部５０２、信号ケーブル５０３などを備える。

外部信号入力部５００は、従来周知の速結式の端子台で構成され、制御信号が伝送される一対の信号線と電気的に接続される。また、外部信号入力部５００には、フォトカプラ５０１の入力端子と、限流用の抵抗器Ｒ２とが電気的に直列接続される。つまり、フォトカプラ５０１の入力端子には、信号線に伝送される制御信号が外部信号入力部５００を介して入力される。

信号出力部５０２は、例えば、従来周知の速結式の端子台で構成され、信号ケーブル５０３を介して点灯装置１のインタフェース回路１３と電気的に接続される。信号ケーブル５０３は３本の電線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃを有する。電線５０３Ａは、フォトカプラ５０１の負極側の出力端子（フォトトランジスタのエミッタ）と点灯回路１０のグランドとをインタフェース回路１３を介して電気的に接続する。電線５０３Ｂは、開閉素子１７のソースと抵抗器Ｒ３の一端とをインタフェース回路１３を介して電気的に接続する。電線５０３Ｃは、抵抗器Ｒ３の他端とフォトカプラ５０１の正極側の出力端子（フォトトランジスタのコレクタ）の接続点と、制御回路１２（のＩ／Ｏポート）とをインタフェース回路１３を介して電気的に接続する。つまり、抵抗器Ｒ３とフォトトランジスタの直列回路には常に一定の第２制御電源電圧が印加される。そのため、制御回路１２に入力される制御信号は、フォトカプラ５０１の入力電圧がハイレベルのときにローレベルとなり、フォトカプラ５０１の入力電圧がローレベルのときにハイレベルとなる。例えば、外部から機能拡張モジュール５Ａに入力される制御信号（以下、外部制御信号と呼ぶ。）がパルス幅変調（Pulse Width Modulation）信号である場合を想定する。この場合、機能拡張モジュール５Ａから点灯装置１のインタフェース回路１３に出力される制御信号（以下、内部制御信号と呼ぶ。）のデューティ比（パルス幅）は、１００％（１周期の長さ）と、外部制御信号のデューティ比（パルス幅）との差になる。例えば、外部制御信号のデューティ比が５％のときの調光レベルを１００％とし、調光レベルが低く（暗く）なるにつれてデューティ比が増加する場合を想定する。なお、調光レベルは、定格電力が供給されているときのＬＥＤモジュール２２の光出力を１００％としたとき、ＬＥＤモジュール２２に供給される単位時間当たりの平均電力の定格電力に対する比率（％）で表される。例えば、ＬＥＤモジュール２２に供給される単位時間当たりの平均電力が定格電力の半分のとき、調光レベルが５０％となる。

制御回路１２は、内部制御信号のデューティ比を読み取り、読み取ったデューティ比に対応する調光レベルを選択する。制御回路１２は、定電流制御機能における出力電流ＩＬの目標値を、選択した調光レベルに応じた値とする。制御回路１２は、出力電流ＩＬを目標値に一致させるように第２スイッチ素子Ｑ２をＰＷＭ制御する。その結果、光源ユニット２の光量（ＬＥＤモジュール２２の光量）が外部制御信号で指示された調光レベルに対応する光量に調光される。ただし、制御回路１２は、内部制御信号のデューティ比が下限値（例えば、１０％）以下のときに、目標値をゼロとすることで点灯回路１０を停止させて光源ユニット２を消灯させることが好ましい。

また、別の機能拡張モジュール５Ｂは、点灯装置１に対して電波を媒体とする無線通信の遠隔制御による調光機能を追加するように構成されている。具体的には、機能拡張モジュール５Ｂは、図４Ｂに示すように、電波を捉える（受波する）ためのアンテナ５０８と、アンテナ５０８を介して外部制御信号を受信する無線通信回路５０７とを有することが好ましい。無線通信回路５０７は、例えば、特定小電力無線局のテレコントロール用として市販されている無線モジュールなどで構成されることが好ましい。このような無線通信回路５０７は、アンテナ５０８から出力される電気信号（受信信号）を復調及び復号化して外部制御信号を取得し、取得した外部制御信号を信号変換部５０６に渡すように構成されることが好ましい。そして、信号変換部５０６は、外部制御信号を内部制御信号に変換した後、内部制御信号を信号出力部５０２を介して点灯装置１のインタフェース回路１３に出力する。

上述のように構成された機能拡張モジュール５Ｂが点灯装置１と組み合わされると、光源ユニット２（照明器具６）に対する信号線の配線工事が不要になるという利点がある。また、信号線の配線工事が不要であるから、施工後の照明器具６に機能拡張モジュール５Ｂが追加されることにより、無線通信による遠隔制御の機能を容易に追加することができる。その結果、光源ユニット２を入れ替えることなく、新たな機能（ワイヤレスの遠隔制御機能）を簡単且つ低コストで光源ユニット２に追加することができる。

さらに、別の機能拡張モジュール５Ｃは、点灯装置１に対して初期照度補正機能を追加するように構成されている。初期照度補正機能とは、光源（ＬＥＤモジュール２２）の使用開始から寿命末期までの間、光出力をほぼ一定（例えば、定格の８５％）に保つように、累積点灯時間に対応して調光レベルを調整する機能である。具体的には、機能拡張モジュール５Ｃは、図４Ｃに示すように、信号処理部５０９、信号出力部５０２などを有する。信号処理部５０９は、マイクロコントローラを主構成要素とし、マイクロコントローラの内蔵メモリに格納されたプログラムがマイクロコントローラで実行されることにより、初期照度補正ための信号処理を行うように構成される。なお、信号処理部５０９は、信号処理によって生成する内部制御信号を信号出力部５０２より点灯装置１のインタフェース回路１３へ出力する。信号処理部５０９は、交流電源８が投入されることで点灯装置１から第２制御電源電圧が供給されて動作する。信号処理部５０９は、第２制御電源電圧が供給されている時間（マイクロコントローラが動作している時間）を計測して内蔵のメモリに記憶し、前記時間の累積値を光源（ＬＥＤモジュール２２）の累積点灯時間とみなす。ここで、信号処理部５０９を構成するマイクロコントローラの内蔵メモリには照度補正特性が記憶されている。この照度補正特性は、累積点灯時間と調光レベルとの関係を表しており、累積点灯時間が初期値（ゼロ）のときの調光レベルの初期値が１００％よりも低い値（例えば、８５％）に設定され、累積点灯時間に応じて調光レベルが徐々に増大するように設定される。なお、この照度補正特性は、累積点灯時間が予め設定された寿命時間に達したときに、調光レベルを１００％とするように設定される。信号処理部５０９は、所定時間毎（例えば、数分～数時間毎）に、累積点灯時間に対応した調光レベルを照度補正特性から決定し、決定した調光レベルを指示する内部制御信号を生成して信号出力部５０２から点灯装置１のインタフェース回路１３へ出力する。

上述のように構成される機能拡張モジュール５Ｃが点灯装置１と組み合わされれば、初期照度補正機能を簡単に追加することができる。

なお、機能拡張モジュール５の拡張機能は、明るさセンサで計測する周囲の明るさ（照度）を所定の目標値に一致させるようにＬＥＤモジュール２２の光量を調整する明るさ制御機能でもよい。あるいは、機能拡張モジュール５の拡張機能は、アクティブ型もしくはパッシブ型の人センサの検出結果に応じてＬＥＤモジュール２２を点滅又は調光する人検知制御機能でもよい。

ところで、点灯装置１の第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５に供給される負荷電流Ｉ１は、複数種類の機能拡張モジュール５の各々の消費電流に応じて増減する。例えば、機能拡張モジュール５Ａの消費電流は、抵抗器Ｒ３を介してフォトカプラ５０１のフォトトランジスタに流れる電流の大きさで決まる。さらに、フォトトランジスタに流れる電流の大きさは、フォトカプラ５０１の発光ダイオードに流れる電流、すなわち、信号線を介して伝送される制御信号の信号電流の大きさによって決まる。また、機能拡張モジュール５Ｂの消費電流は、信号変換部５０６及び無線通信回路５０７の消費電流によって決まる。さらに、機能拡張モジュール５Ｃの消費電流は、信号処理部５０９の消費電流で決まる。したがって、第２制御電源回路１５は、組み合わされる複数種類の機能拡張モジュール５の消費電流のうちで最大の消費電流を供給可能であればよい。

ここで、上述した複数種類の機能拡張モジュール５よりも消費電流の大きい、新たな機能拡張モジュール５が開発され、当該新たな機能拡張モジュール５と点灯装置１とが組み合わされる場合がある。この場合、点灯装置１の第２制御電源回路１５では、新たな機能拡張モジュール５に対して負荷電流Ｉ１を安定して供給することが困難になることが予想される。仮に、第２制御電源回路１５が、通常供給し得る電流を超える負荷電流Ｉ１を供給し続けた場合、点灯装置１の温度が異常に上昇して点灯装置１を構成している電子部品の劣化を促進してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態における制御回路１２は、検出用抵抗器１６を用いて負荷電流Ｉ１の電気量（電流値）を検出し、検出した負荷電流Ｉ１の電流値が第２制御電源回路１５の通常供給しうる電流に対応した許容範囲内に収まっているか否かを判定する判定機能を有している。負荷電流Ｉ１の電流値が許容範囲内に収まっていると判定した場合、制御回路１２は、開閉素子１７をオン状態に維持して第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５に対して負荷電流Ｉ１の供給を継続することが好ましい。一方、負荷電流Ｉ１の電流値が許容範囲内に収まっていないと判定した場合、制御回路１２は、判定結果を外部に出力してもよい。さらに、負荷電流Ｉ１の電流値が許容範囲内に収まっていないと判定した場合、制御回路１２は、開閉素子１７をオフして負荷電流Ｉ１を遮断することが好ましい。以下、制御回路１２の判定機能について、図３及び図５Ａ～図５Ｅを参照して詳細に説明する。

制御回路１２では、マイクロコントローラのＩ／Ｏポートに入力する検出用抵抗器１６の両端電圧を、プロセッサで標本化（サンプリング）及び量子化することにより、検出用抵抗器１６に流れる負荷電流Ｉ１の大きさに対応した負荷電流データを取得する。プロセッサは、サンプリング周期毎に取得する負荷電流データを内蔵のメモリに格納する。プロセッサは、メモリに格納された複数の負荷電流データを、メモリに格納されているしきい値データと比較する。しきい値データは、負荷電流Ｉ１の電流値の許容範囲の上限値に対応している。したがって、プロセッサ（制御回路１２）は、複数の負荷電流データがしきい値データ以上である場合に負荷電流Ｉ１の電流値が許容範囲内に収まっていないと判定する。反対に、複数の負荷電流データがしきい値データ未満である場合に、プロセッサ（制御回路１２）は、負荷電流Ｉ１の電流値が許容範囲内に収まっていると判定する。なお、負荷電流Ｉ１の電流値の許容範囲の下限値は、第２制御電源回路１５から供給可能な負荷電流Ｉ１の電流値の最小値である。

例えば、機能拡張モジュール５の消費電流（負荷電流Ｉ１）が、第２制御電源電圧の立ち上がり時点（時間ｔ＝０）から急激に立ち上がった後に一定値（定常値）になると仮定する（図５Ａ参照）。プロセッサは、所定時間内に取得した複数の負荷電流データのうちのＡ[％]以上（例えば、Ａ＝８０）の負荷電流データがしきい値データＩth以上であれば、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定することが好ましい。反対に、所定時間内に取得した複数の負荷電流データのうちのＢ[％]以上（Ｂ＝１００－Ａ）がしきい値データＩth未満であれば、プロセッサは負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていると判定することが好ましい。なお、前記所定時間は、図５Ｂに示すように、スイッチングノイズなどのノイズが負荷電流Ｉ１に重畳した場合に当該スイッチングノイズによってプロセッサが誤判定することを抑制するために数秒程度に設定されることが好ましい。

また、機能拡張モジュール５の消費電流（負荷電流Ｉ１）が、第２制御電源電圧の立ち上がり時点（時間ｔ＝０）からピーク値まで急激に立ち上がり、時間ｔ＝０から所定期間（例えば、１秒）後にピーク値よりも低い定常値になると仮定する（図５Ｃ参照）。プロセッサは、時間ｔ＝０の時点から所定期間が経過するまでの間に取得した複数の負荷電流データのうちのＡ[％]以上の負荷電流データがしきい値データＩth以上であれば、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定することが好ましい。反対に、所定期間が経過するまでに取得した複数の負荷電流データのうちのＢ[％]以上（Ｂ＝１００－Ａ）がしきい値データＩth未満であれば、プロセッサは負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていると判定することが好ましい。

あるいは、無線通信を行う機能拡張モジュール５（５Ｂ）の場合、無線信号の受信時並びに無線信号の送信時に消費電流（負荷電流Ｉ１）が一時的に増加すると考えられる（図５Ｄ参照）。特に、機能拡張モジュール５が受信だけでなく送信も行う場合、受信だけを行う場合と比較して、消費電流の平均値が増加する。そこで、プロセッサは、複数の負荷電流データの平均値（あるいは単純移動平均値）を算出し、平均値がしきい値データＩth以上であれば、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定することが好ましい。反対に、平均値がしきい値データＩth未満であれば、プロセッサは、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていると判定することが好ましい。

さらに、機能拡張モジュール５を構成する回路部品の劣化などの原因により、機能拡張モジュール５の消費電流が徐々に増加する場合がある（図５Ｅ参照）。この場合、所定時間内に取得した複数の負荷電流データのうちのＡ[％]以上の負荷電流データがしきい値データＩth以上となるので、プロセッサは、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定する。

ここで、本実施形態のプログラムについて、図６のフローチャートを参照して説明する。本実施形態のプログラムは、制御回路１２を構成するマイクロコントローラのメモリに格納され、かつ、マイクロコントローラのプロセッサによって実行される。ただし、本実施形態のプログラムは、マイクロコントローラのメモリの代わりに、メモリカードのような記録媒体に格納されてもかまわない。本実施形態のプログラムは、プロセッサに、複数の負荷電流データを取得させるステップＳ１と、取得させた複数の負荷電流データをしきい値データと比較させるステップＳ２とを有する。本実施形態のプログラムは、プロセッサに、複数の負荷電流データとしきい値データとの比較結果に応じて負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっているか否かを判定させるステップＳ３を有する。また、本実施形態のプログラムは、プロセッサに、ステップ３において負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定した場合に第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５への給電路を遮断させるステップＳ４を有することが好ましい。ただし、本実施形態のプログラムは、ステップＳ４の代わり、あるいはステップＳ４の後に、プロセッサに、ステップＳ３における判定結果（負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないという判定結果）を外部に出力させるステップを有することが好ましい。なお、本実施形態のプログラムがステップＳ２、Ｓ３でプロセッサに実行させる処理の具体的な内容については既に説明したので省略する。

上述のように点灯装置１は、プロセッサ（制御回路１２）によって負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっているか否かを判定するので、機能拡張モジュール５が接続されることに伴う不具合（例えば、異常な温度上昇など）の抑制を図ることができる。

ところで、プロセッサ（制御回路１２）は、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていると判定した場合、開閉素子１７のオン状態を維持し、第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５に対して継続して負荷電流Ｉ１を供給すればよい。一方、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定した場合、プロセッサ（制御回路１２）は、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定した判定結果を外部に出力するようにしてもよい。プロセッサ（制御回路１２）は、点灯回路１０を制御してＬＥＤ２２０の点灯状態を調整する、例えば、ＬＥＤモジュール２２を短い周期で点滅させたり、所定の調光レベル（例えば、３０％の調光レベル）で点灯させることによって外部に判定結果を出力することができる。あるいは、プロセッサ（制御回路１２）は、例えば、ブザーを駆動することによって判定結果を音で出力してもかまわない。ただし、プロセッサは、制御回路１２に設けられたブザー又はスピーカを駆動することで判定結果を音で出力してもよいし、点灯装置１の外に設けられているブザー又はスピーカを駆動することで判定結果を音で出力してもよい。あるいは、プロセッサ（制御回路１２）は、判定結果を示す電気信号を外部に出力してもかまわない。判定結果を示す電気信号は、電線、赤外線あるいは電波などの伝送媒体を介して外部、例えば、制御信号を送信するリモートコントローラに伝送されることが好ましい。リモートコントローラは、点灯装置１から電気信号を受信した場合、電気信号で示される判定結果を光及び音の少なくとも一方で報知すればよい。

上述のように点灯装置１は、プロセッサ（制御回路１２）による判定結果を外部に出力すれば、組み合わせされることが適当でない機能拡張モジュール５が接続されていることを知らせることができる。その結果、点灯装置１は、消費電流が相対的に大きい機能拡張モジュールと組み合わされることによる不具合を更に抑制することができる。

ここで、プロセッサ（制御回路１２）は、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定した場合、第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５への給電を遮断することが好ましい。例えば、プロセッサ（制御回路１２）は、第２制御電源回路１５を停止させることで第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５への給電を遮断すればよい。あるいは、プロセッサ（制御回路１２）は、開閉素子１７をオフすることによって第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５への給電を遮断してもよい。

上述のように点灯装置１は、負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定した場合に第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール５への給電を遮断すれば、消費電流が相対的に大きい機能拡張モジュールと組み合わされることによる不具合を更に抑制することができる。

ところで、制御回路１２は、負荷電流Ｉ１の電流値の代わりに第２制御電源電圧の電圧値（第２制御電源電圧の電気量）を検出し、第２制御電源電圧の電圧値が許容範囲内に収まっているか否かを判定してもかまわない。例えば、負荷電流Ｉ１が第２制御電源回路１５の許容範囲を超えて流れた場合、第２制御電源電圧の電圧値が一定値（定格値）よりも低くなる。したがって、プロセッサ（制御回路１２）は、第２制御電源電圧の電圧値がしきい値（第２制御電源電圧の定格値よりも低い電圧値）を下回った場合に第２制御電源電圧の電圧値が許容範囲内に収まっていないと判定すればよい。

また、プロセッサ（制御回路１２）は、負荷電流データが１つでもしきい値データを超えた場合に直ちに負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定してもかまわない。さらに、制御回路１２は、第１のしきい値データと、第１のしきい値データよりも大きい（高い）第２のしきい値データとをメモリに格納していてもよい。そして、プロセッサ（制御回路１２）は、上述したように複数の負荷電流データと第１のしきい値データとの比較結果に応じて負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっているか否かを判定することが好ましい。さらに、プロセッサ（制御回路１２）は、少なくとも１つの負荷電流データが第２のしきい値データを超えた時点で負荷電流Ｉ１が許容範囲内に収まっていないと判定してもかまわない。

上述のように本発明の第１の態様に係る点灯装置（１）は、１つ以上の固体発光素子（ＬＥＤ２２０）を点灯させる点灯回路（１０）を備える。第１の態様に係る点灯装置（１）は、複数種類の機能拡張モジュール（５）のうちの任意の１種類の機能拡張モジュール（５）と電気的に接続されるように、かつ、機能拡張モジュール（５）が電気的に接続されている場合に制御信号を受け取るように構成されているインタフェース回路（１３）を備える。第１の態様に係る点灯装置（１）は、インタフェース回路（１３）と電気的に接続され得る機能拡張モジュール（５）に給電する給電回路（第２制御電源回路１５）を備える。第１の態様に係る点灯装置（１）は、第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール（５）に印加される電圧（第２制御電源電圧）又は機能拡張モジュール（５）に供給される電流（負荷電流Ｉ１）の少なくとも一方の電気量（負荷電流Ｉ１の大きさ）を検出し、検出する電気量が許容範囲内に収まっているか否かを判定するように構成されている制御回路（１２）を備える。

第１の態様に係る点灯装置（１）は、制御回路（１２）によって電気量が許容範囲内に収まっているか否かを判定するので、機能拡張モジュール（５）が接続されることに伴う不具合の抑制を図ることができる。

本発明の第２の態様に係る点灯装置（１）は、第１の態様との組合せにより実現され得る。第２の態様に係る点灯装置（１）において、制御回路（１２）は、電気量が許容範囲内に収まっていないと判定した判定結果を外部に出力するように構成されていることが好ましい。

第２の態様に係る点灯装置（１）は、制御回路（１２）による判定結果を外部に出力するので、組み合わせされることが適当でない機能拡張モジュール（５）が接続されていることを知らせることができる。その結果、第２の態様に係る点灯装置（１）は、組み合わされることが適当でない機能拡張モジュール（５）と組み合わされることによる不具合を更に抑制することができる。

本発明の第３の態様に係る点灯装置（１）は、第２の態様との組合せにより実現され得る。第３の態様に係る点灯装置（１）において、制御回路（１２）は、点灯回路（１０）を制御してＬＥＤ２２０の点灯状態を調整することによって判定結果を外部に出力するように構成されていることが好ましい。

第３の態様に係る点灯装置（１）は、ＬＥＤ２２０の点灯状態によって判定結果を外部に出力するので、組み合わせされることが適当でない機能拡張モジュール（５）が接続されていることを確実に知らせることができる。

本発明の第４の態様に係る点灯装置（１）は、第２の態様との組合せにより実現され得る。第４の態様に係る点灯装置（１）において、制御回路（１２）は、判定結果を音で出力するように構成されていることが好ましい。

第４の態様に係る点灯装置（１）は、制御回路（１２）が判定結果を音で出力することにより、組み合わせされることが適当でない機能拡張モジュール（５）が接続されていることを確実に知らせることができる。

本発明の第５の態様に係る点灯装置（１）は、第２の態様との組合せにより実現され得る。第５の態様に係る点灯装置（１）において、制御回路（１２）は、判定結果を示す電気信号を外部に出力するように構成されていることが好ましい。

第５の態様に係る点灯装置（１）は、制御回路（１２）が判定結果を示す電気信号を外部に出力するので、組み合わせされることが適当でない機能拡張モジュール（５）が接続されていることを確実に知らせることができる。

本発明の第６の態様に係る点灯装置（１）は、第１～第５の態様のいずれか一つとの組合せにより実現され得る。第６の態様に係る点灯装置（１）において、制御回路（１２）は、電気量が許容範囲内に収まっていないと判定した場合に第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール（５）への給電を遮断するように構成されていることが好ましい。

第６の態様に係る点灯装置（１）は、組み合わされることが適当でない機能拡張モジュール（５）と組み合わされることによる不具合を更に抑制することができる。

本発明の第７の態様に係る点灯装置（１）は、第６の態様との組合せにより実現され得る。第７の態様に係る点灯装置（１）において、制御回路（１２）は、電気量が許容範囲内に収まっていないと判定した場合に第２制御電源回路１５を停止させるように構成されていることが好ましい。

第７の態様に係る点灯装置（１）は、第２制御電源回路１５及び機能拡張モジュール（５）による無駄な電力消費を回避することができる。

本発明の第８の態様に係る点灯装置（１）は、第６の態様との組合せにより実現され得る。第８の態様に係る点灯装置（１）において、第２制御電源回路１５から機能拡張モジュール（５）への給電経路を開閉する開閉素子（１７）を備えることが好ましい。制御回路（１２）は、電気量が許容範囲内に収まっていないと判定した場合に開閉素子（１７）を開成させるように構成されていることが好ましい。

第８の態様に係る点灯装置（１）は、開閉素子（１７）を開成（オフ）させることによって第２制御電源回路１５と機能拡張モジュール（５）を電気的に切り離すことができる。その結果、第８の態様に係る点灯装置（１）は、第２制御電源回路１５及び機能拡張モジュール（５）による無駄な電力消費を回避することができる。

上述のように本発明の第９の態様に係る照明装置（光源ユニット２）は、前記固体発光素子（ＬＥＤ２２０）と、第１～第８の態様のいずれかの点灯装置（１）と、ＬＥＤ２２０及び点灯装置（１）を保持する本体（取付部材２１）とを有する。

第９の態様に係る照明装置（光源ユニット２）は、第１～第８の態様のいずれかに係る点灯装置（１）に機能拡張モジュール（５）が接続されることに伴う不具合の抑制を図ることができる。

上述のように本発明の第１０の態様に係る照明器具（６）は、照明装置（光源ユニット２）と、光源ユニット２を支持する器具本体（４）とを有する。

第１０の態様に係る照明器具（６）は、第１～第８の態様のいずれかに係る点灯装置（１）に機能拡張モジュール（５）が接続されることに伴う不具合の抑制を図ることができる。

上述のように本発明の第１１の態様に係るプログラムは、第１～第８の態様のいずれかに係る点灯装置（１）の制御回路（１２）が有するコンピュータを動作させるためのプログラムであって、コンピュータ（制御回路１２）に、給電回路（第２制御電源回路１５）から機能拡張モジュール（５）に印加される第２制御電源電圧又は機能拡張モジュール（５）に供給される負荷電流（Ｉ１）の少なくとも一方の電気量が許容範囲内に収まっているか否かを判定させる。

第１１の態様に係るプログラムは、第１～第８の態様のいずれかに係る点灯装置（１）に機能拡張モジュール（５）が接続されることに伴う不具合の抑制を図ることができる。

１ 点灯装置
２ 光源ユニット（照明装置）
４ 器具本体
５（５Ａ～５Ｃ） 機能拡張モジュール
６ 照明器具
１０ 点灯回路
１２ 制御回路（コンピュータ）
１３ インタフェース回路
１５ 第２制御電源回路（給電回路）
１７ 開閉素子
２２０ ＬＥＤ（固体発光素子）
Ｉ１ 負荷電流（電流）

Claims (11)

1. １つ以上の固体発光素子を点灯させる点灯回路と、
   複数種類の機能拡張モジュールのうちの任意の１種類の機能拡張モジュールと電気的に接続されるように、かつ、前記機能拡張モジュールが電気的に接続されている場合に制御信号を受け取るように構成されているインタフェース回路と、
   前記インタフェース回路と電気的に接続され得る前記機能拡張モジュールに給電する給電回路と、
   前記給電回路から前記機能拡張モジュールに印加される電圧又は前記機能拡張モジュールに供給される電流の少なくとも一方の電気量を検出し、検出する前記電気量が許容範囲内に収まっているか否かを判定するように構成されている制御回路と
   を備え、
   前記制御回路は、前記電気量を標本化及び量子化することによって電気量データを取得し、前記給電回路の給電開始から所定時間内に取得する複数の前記電気量データのうちで前記許容範囲を超える前記電気量データの数が所定数以上であるか否かによって判定する、
   点灯装置。
2. 前記制御回路は、前記電気量が前記許容範囲内に収まっていないと判定した判定結果を外部に出力するように構成されている、
   請求項１記載の点灯装置。
3. 前記制御回路は、前記点灯回路を制御して前記固体発光素子の点灯状態を調整することによって前記判定結果を外部に出力するように構成されている、
   請求項２記載の点灯装置。
4. 前記制御回路は、前記判定結果を音で出力するように構成されている、
   請求項２記載の点灯装置。
5. 前記制御回路は、前記判定結果を示す電気信号を外部に出力するように構成されている、
   請求項２記載の点灯装置。
6. 前記制御回路は、前記電気量が前記許容範囲内に収まっていないと判定した場合に前記給電回路から前記機能拡張モジュールへの給電を遮断するように構成されている、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の点灯装置。
7. 前記制御回路は、前記電気量が前記許容範囲内に収まっていないと判定した場合に前記給電回路を停止させるように構成されている、
   請求項６記載の点灯装置。
8. 前記給電回路から前記機能拡張モジュールへの給電経路を開閉する開閉素子を備え、
   前記制御回路は、電気量が前記許容範囲内に収まっていないと判定した場合に前記開閉素子を開成させるように構成されている、
   請求項６記載の点灯装置。
9. 前記固体発光素子と、
   請求項１～８のいずれかの点灯装置と、
   前記固体発光素子及び前記点灯装置を保持する本体と
   を有する、
   照明装置。
10. 請求項９の照明装置と、
    前記照明装置を支持する器具本体と
    を有する、
    照明器具。
11. 請求項１～８のいずれかの点灯装置の制御回路が有するコンピュータを動作させるためのプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    給電回路から機能拡張モジュールに印加される制御電源電圧又は前記機能拡張モジュールに供給される負荷電流の少なくとも一方の電気量を標本化及び量子化することによって電気量データを取得し、前記給電回路の給電開始から所定時間内に取得する複数の前記電気量データのうちで前記許容範囲を超える前記電気量データの数が所定数以上であるか否かによって、前記電気量が許容範囲内に収まっているか否かを判定させる、
    プログラム。

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