JP7115049B2 - 点灯装置、照明器具および照明システム - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置、照明器具および照明システムに関する。

特許文献１には、ＬＥＤ光源を定電流制御によって点灯させる点灯回路と、点灯回路の動作を制御する制御装置と、ＬＥＤ光源を調光する調光信号を外部ユニットから受信するインターフェース回路とを備える点灯装置が開示されている。

特許第５９４４６７２号公報

特許文献１のような点灯装置で、外部ユニットが有る場合と無い場合において同一シーケンスでＬＥＤ光源を点灯開始させることが考えられる。この場合、電源が供給されると、制御装置は、例えば制御装置が有する記憶装置に予め記憶された目標出力電流を点灯回路が出力するように制御を行う。また点灯装置は、外部ユニットから調光信号を受信すると、調光信号に対応する目標出力電流を点灯回路が出力するように制御を行う。よって、目標出力電流が切り替わることで、ＬＥＤ光源がフラッシュしたように見える可能性がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、光源が発する光の違和感を抑制できる点灯装置、照明器具および照明システムを得ることを目的とする。

本発明に係る点灯装置は、光源を点灯させる点灯回路と、該点灯回路を制御する制御部と、外部ユニットに電源を供給するインターフェースと、を備え、該制御部は、該点灯回路に外部電源が供給されると該外部ユニットの接続の有無を判別し、該外部ユニットの接続が有る場合には該外部ユニットから送信される調光指令値に応じて該光源を点灯させ、該外部ユニットの接続が無い場合には予め定められた調光率で該光源を点灯させ、該制御部は、該外部ユニットへの該電源の供給を開始してから予め定められた待機時間に、該外部ユニットから通信信号を受信すると、該外部ユニットの接続が有ると判別し、該外部ユニットの接続が有ると判別すると、該外部ユニットに応答信号を送信し、該調光指令値を受信してから該光源を点灯させる。

本発明に係る点灯装置では、制御部が外部ユニットの接続の有無を判別する。このため、外部ユニットの接続が有る場合には、外部ユニットから送信される調光指令値に応じた調光率で、光源を点灯開始させることができる。従って、光源が点灯した状態で、調光率が不連続に切り替わることを防止でき、光源が発する光の違和感を抑制できる。

実施の形態１に係る照明システムの回路ブロック図である。 実施の形態１に係る点灯装置の点灯開始時の動作を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態に係る点灯装置、照明器具および照明システムについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明システム８０の回路ブロック図である。照明システム８０は、照明器具１００と外部ユニット３４とを備える。照明器具１００は、点灯装置１と光源部３５を備える。

点灯装置１は、整流回路２と、力率改善回路３と、電源回路４と、点灯回路５と、制御部６と、インターフェース３３とを備える。整流回路２は、交流電源７を整流および平滑する。力率改善回路３は、整流回路２により整流された電圧を昇圧し、力率を改善させる。電源回路４は、制御部６を動作させるための制御ＩＣ電源回路である。点灯回路５は、力率改善回路３で昇圧された電圧を降圧し、定電流制御にて光源部３５を点灯させる。制御部６は、力率改善回路３と点灯回路５を制御し、駆動させる。インターフェース３３は、外部ユニット３４から送信された信号を受信する。

整流回路２は、ダイオードブリッジ９と、ダイオードブリッジ９の出力と並列に接続された平滑コンデンサ１０とを備える。整流回路２はヒューズ８を介して交流電源７と接続されている。

力率改善回路３は、整流回路２の出力に接続される。力率改善回路３において、平滑コンデンサ１０の正極にはインダクタ１１の一端が接続される。インダクタ１１の二次巻き線は制御部６の制御回路１４に入力される。インダクタ１１の他端は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１２のドレインと、ダイオード１５のアノードと接続される。ＭＯＳＦＥＴ１２のソースは、平滑コンデンサ１０の負極に接続される。ダイオード１５のカソードは、電解コンデンサ１８の正極に接続される。電解コンデンサ１８の負極は、平滑コンデンサ１０の負極に接続される。抵抗１６、１７は直列回路を形成する。この直列回路は、電解コンデンサ１８と並列に接続される。

ＭＯＳＦＥＴ１２のゲートは、制御回路１４に接続される。ＭＯＳＦＥＴ１２は、制御回路１４によって制御され、ＯＮ、ＯＦＦのスイッチング動作をする。ＭＯＳＦＥＴ１２がＯＮのときは、インダクタ１１に電流が流れてエネルギーが蓄えられる。ＭＯＳＦＥＴ１２がＯＦＦのときは、インダクタ１１に蓄えられたエネルギーがダイオード１５から電解コンデンサ１８へ放出される。電解コンデンサ１８の電圧は、平滑コンデンサ１０の電圧から昇圧される。

電解コンデンサ１８の電圧は、抵抗１６、１７に分圧されて、フィードバック部１３を介して制御回路１４に入力される。抵抗１６、１７で分圧された電圧に基づき、制御回路１４は、電解コンデンサ１８の電圧が一定になるように、ＭＯＳＦＥＴ１２のＯＮ、ＯＦＦを制御する。

点灯回路５において、ＭＯＳＦＥＴ２１のドレインは、電解コンデンサ１８の正極と接続される。ＭＯＳＦＥＴ２１のソースは、ダイオード２４のカソードおよびインダクタ２５の一端と接続される。ダイオード２４のアノードは、電解コンデンサ１８の負極と接続される。つまり、ＭＯＳＦＥＴ２１とダイオード２４とが形成する直列回路は、電解コンデンサ１８に並列に接続される。

インダクタ２５の二次巻き線は制御部６の制御回路２２に入力される。インダクタ２５の他端は、コンデンサ２９の正極と接続される。コンデンサ２９の負極は、抵抗２８の一端と接続される。抵抗２８の他端は、電解コンデンサ１８の負極と接続される。つまり、ダイオード２４と並列に、インダクタ２５、コンデンサ２９および抵抗２８が形成する直列回路が接続される。コンデンサ２９と光源部３５は、並列に接続されている。

ＭＯＳＦＥＴ２１のゲートは制御回路２２と接続される。ＭＯＳＦＥＴ２１は、制御回路２２によって制御され、ＯＮ、ＯＦＦのスイッチング動作をする。制御回路２２はＭＯＳＦＥＴ２１の駆動回路である。ＭＯＳＦＥＴ２１がＯＮするとインダクタ２５、コンデンサ２９、抵抗２８の経路で電流が流れて、コンデンサ２９が充電される。また、インダクタ２５にエネルギーが蓄えられる。ＭＯＳＦＥＴ２１がＯＦＦしたときは、インダクタ２５に蓄えられたエネルギーが放出され、コンデンサ２９、抵抗２８、ダイオード２４の経路で電流が流れる。これにより、コンデンサ２９が充電される。

充電されたコンデンサ２９の電圧が、光源部３５が備える複数のＬＥＤの順方向電圧を超えると、光源部３５に電流が流れる。これにより、光源部３５が点灯する。また、光源部３５に流れる電流は、抵抗２８に流れる。これにより、抵抗２８に電圧が発生する。この電圧はフィードバック部２３に入力される。また、点灯回路５の出力端に印加される電圧は、抵抗２６、２７に分圧されて、フィードバック部２３を介して制御回路２２に入力される。

なお、光源部３５は光源として複数のＬＥＤを備える。光源部３５はＬＥＤモジュールである。光源部３５において、複数のＬＥＤは直列、並列または直並列に接続されている。また光源部３５が備える光源の数は１つ以上であれば良い。また、光源部３５は、光源として有機ＥＬを備えても良い。

制御部６は、制御装置３０、記憶装置３１、出力指令生成部３２、フィードバック部１３、２３、制御回路１４、２２を備える。制御部６は、例えば集積回路である。制御装置３０は、マイクロコンピュータ等で構成される。制御装置３０は、外部ユニット３４から送信された調光指令値を、インターフェース３３を介して受信する。記憶装置３１は、例えば不揮発性メモリである。記憶装置３１は、制御装置３０から送信されたデータを記憶する。また、記憶装置３１は、調光指令値と点灯回路５の目標出力電流との対応関係を示す対応テーブルを記憶している。制御装置３０は、調光指令値を対応テーブルにより、光源部３５に流す目標出力電流に変換する。制御装置３０は、この目標出力電流を出力指令生成部３２および記憶装置３１に送信する。

出力指令生成部３２は、制御装置３０より受信した目標出力電流に応じて、出力指令値を生成する。出力指令生成部３２は、出力指令値をフィードバック部２３に送信する。フィードバック部２３には、出力指令生成部３２から受信した出力指令値と、光源部３５に流れる電流を抵抗２８で電圧変換した値が入力される。フィードバック部２３は、光源部３５に流れる電流を電圧変換した値と、出力指令値とを比較する。

フィードバック部２３は、光源部３５に流れる電流が目標出力電流よりも小さい場合は、電流を増加させるように制御回路２２に伝達する。また、フィードバック部２３は、光源部３５に流れる電流が目標出力電流よりも大きい場合は、電流を低下させるように制御回路２２に伝達する。制御回路２２は、フィードバック部２３からの伝達情報に基づき、ＭＯＳＦＥＴ２１のＯＮ、ＯＦＦを制御する。これにより、制御部６は光源部３５に流す電流を一定にしている。

電源回路４において、電解コンデンサ１８の正極には、制御電源回路１９が接続される。制御電源回路１９の出力と、電解コンデンサ１８の負極との間には、コンデンサ２０が接続される。制御電源回路１９は、力率改善回路３の出力電圧から制御部６の制御電源を生成する。制御電源回路１９は例えば降圧回路である。制御電源回路１９の出力電圧は、コンデンサ２０の両端に印加される。

外部ユニット３４は、人感センサユニット、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変換ユニット、無線ユニット等の調光制御に用いるユニットである。外部ユニット３４がＰＷＭ変換ユニットの場合、外部ユニット３４は調光器または無線調光器からの調光信号に応じて点灯装置１に調光指令値を送信しても良い。外部ユニット３４は、マイクロコンピュータを搭載していても良い。

交流電源７が点灯装置１に供給されると、インターフェース３３を介して点灯装置１から外部ユニット３４に電源電圧が供給される。これにより、外部ユニット３４のマイクロコンピュータが動作する。このように、インターフェース３３は、外部ユニット３４に電源を供給する。外部ユニット３４に供給される電源は、例えば制御電源回路１９が生成する制御電源であっても良い。

外部ユニット３４のマイクロコンピュータが動作開始すると、インターフェース３３を介して、点灯装置１とＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信を行う。外部ユニット３４は、外部ユニット３４の種類により特有の識別値を含む通信信号を送信する。記憶装置３１は、外部ユニット３４の識別値と、外部ユニット３４への応答信号との対応関係を記憶している。

点灯装置１は、外部ユニット３４から受信した通信信号に対して、記憶装置３１に記憶される対応関係に基づき、応答信号を送信する。これにより、点灯装置１と外部ユニット３４との通信が確立する。通信確立後は、外部ユニット３４と制御装置３０は、定期的にＵＡＲＴ通信を行う。通信確立後は、制御装置３０は、外部ユニット３４から受信した調光指令値に応じて、点灯回路５の制御を行う。

図２は、実施の形態１に係る点灯装置１の点灯開始時の動作を示すフローチャートである。図２を用いて、外部ユニット３４の接続有無に応じた、電源立ち上がり時のシーケンスを説明する。まず、交流電源７をＯＮする。これにより、インターフェース３３を介して点灯装置１から外部ユニット３４に、給電が開始される。このとき、制御装置３０は、外部ユニット３４の接続の有無に係らず、外部ユニット３４からの要求フレームを受信完了するまで待機する。要求フレームは、上述した識別値を含む通信信号に該当する。

なお、待機時間において、制御部６は点灯回路５の動作を開始しない。つまり、光源部３５は、交流電源７が供給されてから消灯状態を維持している。

制御装置３０は、待機時間中に外部ユニット３４の接続の有無を判別する。制御装置３０は、外部ユニット３４への電源の供給を開始してから予め定められた待機時間に、インターフェース３３を介して外部ユニット３４から要求フレームを受信すると、外部ユニット３４の接続が有ると判別する。

制御装置３０は、待機時間に外部ユニット３４から要求フレームを受信した場合、外部ユニット３４に応答信号である応答フレームを送信する。これにより、外部ユニット３４と点灯装置１との通信が確立される。次に、制御装置３０は、外部ユニット３４からの調光指令値待ち状態となる。調光指令値待ち状態において、上述の待機時間と同様に、制御部６は点灯回路５の動作を開始しない。このため、光源部３５は、交流電源７が供給されてから消灯状態を維持している。

その後、外部ユニット３４より調光指令値が送信されると、制御装置３０はインターフェース３３を介して調光指令値を受信する。制御装置３０は、記憶装置３１が記憶する対応テーブルを用いて、調光指令値を目標出力電流に変換する。制御装置３０は目標出力電流を出力指令生成部３２に送信する。これにより、制御装置３０は点灯回路５を動作させ、光源部３５を点灯開始させる。つまり、制御部６は、点灯回路５が外部ユニット３４から送信された調光指令値に対応する目標出力電流を出力するように、点灯回路５を制御する。

このように、制御部６は、外部ユニット３４の接続の有無を判別し、外部ユニット３４の接続が有る場合には、外部ユニット３４から送信される調光指令値に応じて光源部３５を点灯させる。ここで制御部６は、外部ユニット３４の接続が有る場合には、調光指令値を受信してから光源を点灯させる。つまり、交流電源７を供給されてから制御装置３０が調光指令値を受信するまでは、光源部３５が消灯した状態が維持される。

次に、制御装置３０は、待機時間に外部ユニット３４からインターフェース３３を介して要求フレームを受信しなかった場合、外部ユニット３４の接続が無いと判別する。記憶装置３１は、予め定められた目標電流を記憶している。制御装置３０は、予め定められた目標電流を出力指令生成部３２に送信する。これにより、制御装置３０は点灯回路５を動作させ、光源部３５を点灯開始する。つまり、制御部６は、記憶装置３１が記憶する予め定められた目標電流を出力するように、点灯回路５を制御する。

このように、制御部６は、外部ユニット３４の接続が無い場合には予め定められた調光率で光源部３５を点灯させる。制御部６は、外部ユニット３４の接続が無いと判別すると、直ちに光源部３５を点灯させる。

本実施の形態では、制御装置３０は外部ユニット３４の接続の有無の判別動作を行う。外部ユニット３４の接続がある場合には、制御装置３０は外部ユニット３４からの調光指令値を受信してから点灯を開始する。これにより、外部ユニット３４の接続が有る場合には、外部ユニット３４から送信される調光指令値に応じた調光率で、確実に光源部３５の点灯を開始させることができる。

本実施の形態では、光源部３５が点灯した状態において、点灯回路５の目標出力電流が、予め定められた値から外部ユニット３４からの調光指令値に応じた値に不連続に切り替わることがない。従って、光源部３５が点灯した状態で、調光率が不連続に切り替わることを防止でき、光源部３５が発する光の違和感を抑制できる。

さらに、外部ユニット３４の接続が無い場合、制御装置３０は判別動作後に直ちに光源部３５を点灯させる。判別動作後の待機時間を省くことで、点灯開始時間を早めることができる。特に、外部ユニット３４を使用せずに一定の出力電流で使用する環境においては、制御部６は判別動作後に外部ユニット３４との通信を行わない。これにより、不要な待機時間を省くことができ、制御を効率化できる。

このように、本実施の形態では、外部ユニット３４の接続の有無に応じて、制御装置３０の動作シーケンスを分けることで、点灯開始時間を変化させることが可能となる。また、基板を別個に設計することなく、外部ユニット３４からの調光指令値を待機してからの点灯と、即時点灯との両方を容易に実現できる。

本実施の形態に示した点灯装置１は一例であり、図１に示されるものに限らない。例えば、点灯装置１は直流電源から電力を供給され、光源を点灯させても良い。この場合、整流回路２と力率改善回路３は設けなくても良い。

また、外部ユニット３４とインターフェース３３は、無線通信により通信しても良く、有線通信により通信しても良い。なお、本実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

１ 点灯装置、２ 整流回路、３ 力率改善回路、４ 電源回路、５ 点灯回路、６ 制御部、７ 交流電源、８ ヒューズ、９ ダイオードブリッジ、１０ 平滑コンデンサ、１１ インダクタ、１２ ＭＯＳＦＥＴ、１３ フィードバック部、１４ 制御回路、１５ ダイオード、１６ 抵抗、１７ 抵抗、１８ 電解コンデンサ、１９ 制御電源回路、２０ コンデンサ、２１ ＭＯＳＦＥＴ、２２ 制御回路、２３ フィードバック部、２４ ダイオード、２６ 抵抗、２７ 抵抗、２８ 抵抗、２９ コンデンサ、３０ 制御装置、３１ 記憶装置、３２ 出力指令生成部、３３ インターフェース、３４ 外部ユニット、３５ 光源部、８０ 照明システム、１００ 照明器具

Claims (5)

1. 光源を点灯させる点灯回路と、
   前記点灯回路を制御する制御部と、
   外部ユニットに電源を供給するインターフェースと、
   を備え、
   前記制御部は、前記点灯回路に外部電源が供給されると前記外部ユニットの接続の有無を判別し、前記外部ユニットの接続が有る場合には前記外部ユニットから送信される調光指令値に応じて前記光源を点灯させ、前記外部ユニットの接続が無い場合には予め定められた調光率で前記光源を点灯させ、
   前記制御部は、前記外部ユニットへの前記電源の供給を開始してから予め定められた待機時間に、前記外部ユニットから通信信号を受信すると、前記外部ユニットの接続が有ると判別し、前記外部ユニットの接続が有ると判別すると、前記外部ユニットに応答信号を送信し、前記調光指令値を受信してから前記光源を点灯させることを特徴とする点灯装置。
2. 前記制御部は、前記外部ユニットの接続が無いと判別すると、直ちに前記光源を点灯させることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記制御部は、前記調光指令値と前記点灯回路の目標出力電流との対応関係と、予め定められた目標電流と、を記憶し、前記外部ユニットの接続が有る場合には、前記点灯回路が前記調光指令値に対応する前記目標出力電流を出力するように前記点灯回路を制御し、前記外部ユニットの接続が無い場合には、前記点灯回路が前記予め定められた目標電流を出力するように前記点灯回路を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の点灯装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の点灯装置と、前記光源と、を備えることを特徴とする照明器具。
5. 請求項４に記載の照明器具と、前記外部ユニットと、を備えることを特徴とする照明システム。

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