JP7375535B2

JP7375535B2 - 照明制御装置

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Publication number: JP7375535B2
Application number: JP2019237059A
Authority: JP
Inventors: 康司森本
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2023-11-08
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: JP2021106119A

Description

本発明は、照明制御装置に関する。

従来、複数の照明器具それぞれを制御する照明制御装置がある。かかる照明制御装置として、各照明器具それぞれに対して、信号線と、予備の信号線との信号経路を接続しておき、信号線に異常が生じた場合に、予備の信号線を用いて、照明器具を点灯させるものがある。

特開平１０－３２０８９号公報

しかしながら、従来技術では、信号経路の異常を適切に検出するうえで改善の余地があった。従来技術では、照明器具が点灯すると、信号線を正常と見做すため、例えば、信号線の誤接続などについては検出することができなかった。

本発明が解決しようとする課題は、信号経路の異常を適切に検出することができる照明制御装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る照明制御装置は、生成部と、取得部と、検出部とを具備する。前記生成部は、照明器具へ調光信号を出力する出力回路へ入力する制御信号を生成する。前記取得部は、前記出力回路から出力される前記調光信号を取得する。前記検出部は、前記生成部によって生成された前記制御信号と、前記取得部によって取得された前記調光信号とに基づいて、前記調光信号の信号経路の異常を検出する。

本発明によれば、信号経路の異常を適切に検出することができる。

図１は、実施形態に係る照明システムの構成の一例を示す図である。図２は、実施形態に係る照明制御装置と照明器具との接続関係を示す模式図である。図３は、実施形態に係る出力回路の構成例を示す模式図である。図４は、実施形態に係る照明制御装置の構成例を示すブロック図である。図５は、実施形態に係る検出部による処理の一例を示す図である。図６は、実施形態に係る検出部による処理の一例を示す図である。図７は、実施形態に係る照明制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下で説明する実施形態に係る照明制御装置１０は、生成部１５ａと、取得部１５ｂと、検出部１５ｃとを具備する。生成部１５ａは、照明器具３０へ調光信号を出力する出力回路２０へ入力する制御信号を生成する。取得部１５ｂは、出力回路２０から出力される調光信号を取得する。検出部１５ｃは、生成部１５ａによって生成された制御信号と、取得部１５ｂによって取得された調光信号とに基づいて、調光信号の信号経路の異常を検出する。

また、以下で説明する実施形態に係る照明制御装置１０は、検出部１５ｃによって信号経路の異常が検出された場合に、信号経路の異常を通知する表示部１２（通知部の一例）を具備する。

また、以下で説明する実施形態に係る照明制御装置１０において、検出部１５ｃは、パルス形状の制御信号の波形と、パルス形状の調光信号の波形との比較結果に基づいて、信号経路の異常を検出する。

また、以下で説明する実施形態に係る照明制御装置１０において、検出部１５ｃは、波形の比較結果に基づいて、信号経路において短絡が生じた位置を推定する。

また、以下で説明する実施形態に係る照明制御装置１０において、生成部１５ａは、複数の出力回路それぞれに対して異なる制御信号を生成し、検出部１５ｃは、異なる制御信号と、出力回路それぞれから出力される複数の調光信号とに基づいて、複数の信号経路間の接続状態を検出する。

以下、実施形態に係る照明制御装置１０について詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。

＜実施形態＞
まず、図１を用いて、実施形態に係る照明システムの概要について説明する。図１は、実施形態に係る照明システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、照明システム１は、照明制御装置１０、複数の出力回路２０および複数の照明器具３０を具備する。なお、図１に示す例では、出力回路２０に対して複数の照明器具３０が接続されている場合を示すが、出力回路２０に対して１つの照明器具３０が接続されていてもよい。

照明制御装置１０は、各照明器具３０を制御する制御装置であり、各照明器具３０の調光度を制御する調光装置である。照明制御装置１０は、各照明器具３０それぞれに対して設定された調光度に応じた制御信号（以下、単に「制御信号」と記載）を出力回路２０へ出力する。

これにより、制御信号が入力された出力回路２０は、入力された制御信号に応じた調光信号（以下、単に「調光信号」と記載）を生成し、生成した調光信号を照明器具３０へ出力することで、照明器具３０は、調光信号に応じた調光度で点灯する。

具体的には、照明制御装置１０は、低電圧のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を制御信号として生成し、出力回路２０は、照明制御装置１０によって生成された制御信号を所定電圧の調光信号へ変換し、変換した調光信号を照明器具３０へ出力する。これにより、照明器具３０は、出力回路２０ごとにそれぞれ設定された調光度で点灯することが可能となる。すなわち、制御信号と、調光信号とは、同一波形であり、異なる電圧のＰＷＭ信号となる。

ところで、このような照明システムにおいては、照明制御装置が制御する系統の数（出力回路の数）が増えるにつれて、照明器具に対する誤接続を招くおそれがある。具体的には、異なる系統の配線同士が短絡するなどといった誤接続を招くおそれがある。

この場合において、上記のように、各照明器具に入力される調光信号がＰＷＭ信号である場合、それぞれの出力回路から出力された調光信号同士が重畳されて、各照明器具へ出力される。

したがって、この場合においては、誤接続が起こったとしても、照明器具自体が点灯するので、工事施工者は、その間違いに気づきにくい。また、通常、出力回路には、過電流が流れた場合に、調光信号の出力を停止する保護回路が設けられる。しかしながら、上記のように誤接続を起こした場合には、出力回路内に過電流が流れないので、誤接続を検出することができない。

そこで、実施形態に係る照明システム１では、照明制御装置１０が生成した制御信号に基づいて、出力回路２０が照明器具３０へ出力する調光信号を監視するとともに、制御信号と調光信号とを比較することで、制御信号の信号経路の異常を検出することとした。

図２は、実施形態に係る照明制御装置１０と照明器具３０との接続関係を示す模式図である。なお、ここでは、照明制御装置１０と、１つの照明器具３０との接続関係を模式的に示す。

図２に示すように、照明制御装置１０から出力回路２０に対して出力された制御信号は、出力回路２０によって所定電圧の調光信号に変換された後に、照明器具３０へ出力される。この際、図２に示すように、出力回路２０から出力される調光信号は、監視回路４０を介して、照明制御装置１０へ入力される。

つまり、図２に示すように、照明システム１では、制御信号に対する調光信号を照明制御装置１０へフィードバックする構成を有する。そして、照明制御装置１０は、生成した制御信号と、取得した調光信号とに基づいて、調光信号の信号経路の異常を検出する。

具体的には、照明制御装置１０は、制御信号の波形と、調光信号の波形を比較し、比較した波形が一致しなかった場合に、信号経路を異常として検出し、比較した波形が一致する場合、信号経路は正常とする。

このように、照明制御装置１０は、出力した制御信号に対応してフィードバックされた調光信号が対応する制御信号の波形でなかった場合に、信号経路の異常として検出する。

これにより、実施形態に係る照明制御装置１０は、従来では検出できなかった信号経路の異常を検出することが可能となる。この際、照明制御装置１０は、各信号経路同士の接続状態を検出することも可能であるが、この点については図６を用いて後述する。

次に、図３を用いて、出力回路２０の構成例について説明する。図３は、実施形態に係る出力回路２０の構成例を示す模式図である。なお、図３の例では、照明制御装置１０によって生成された制御信号は、入力端子Ｔｉから入力され、出力端子Ｔｏ１から出力される。なお、出力端子Ｔｏ１は、プラス端子であり、出力端子Ｔｏ１と対を成す出力端子Ｔｏ２は、マイナス端子である。なお、出力端子Ｔｏ２からは基準となる所定電圧の信号が随時出力される。また、各照明器具３０には、出力端子Ｔｏ１と、出力端子Ｔｏ２との双方の端子が電気的に接続される。

また、図３に示すように、出力回路２０は、複数のトランジスタＱ１～Ｑ４および複数の抵抗等により構成される。図３に示す例において、トランジスタＱ１、Ｑ４は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、トランジスタＱ２、Ｑ３は、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタである。なお、トランジスタＱ１～Ｑ４それぞれをＭＯＳＦＥＴなど他の半導体を用いることにしてもよい。

図３に示すように、入力端子Ｔｉから入力された制御信号は、トランジスタＱ１のベースへ入力される。すなわち、制御信号が「Ｌｏｗ」である場合には、トランジスタＱ１は導通しないため、出力端子Ｔｏ１からは「Ｌｏｗ」の制御信号が出力される。

また、制御信号が「Ｈｉｇｈ」である場合、トランジスタＱ１が導通する。トランジスタＱ１が導通すると、トランジスタＱ３が導通するため、出力端子Ｔｏ１から出力される調光信号は「Ｈｉｇｈ」となる。

また、トランジスタＱ２は、コレクタエミッタ間の電位差が所定値を超える場合に導通するため、過電流が流れる場合に、電流値を調整する役割を担う。そして、図３に示すように、トランジスタＱ３のエミッタ側にはさらに、トランジスタＱ４が設けられる。

トランジスタＱ４は、図２に示した監視回路４０の一例である。また、トランジスタＱ４のコレクタ側には、監視端子Ｔｄが設けられる。監視端子Ｔｄは、照明制御装置１０に接続される。トランジスタＱ４は、出力端子Ｔｏ１から出力される調光信号が「ＨＩｇｈ」である場合に導通する。

したがって、出力端子Ｔｏ１から出力される調光信号が「Ｈｉｇｈ」である場合に、トランジスタＱ４が導通するので、照明制御装置１０は、監視端子Ｔｄの電圧の変化を監視することで出力端子Ｔｏ１から出力される調光信号を取得することができる。

次に、図４を用いて、照明制御装置１０の構成例について説明する。図４は、実施形態に係る照明制御装置１０の構成例を示すブロック図である。図４に示す例において、照明制御装置１０は、通信部１１と、表示部１２と、操作部１３と、記憶部１４と、制御部１５とを具備する。

通信部１１は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等の所定の通信回路などにより実装され、イーサネット（登録商標）やＬＡＮなどの通信ネットワークを介して、例えば、ユーザ端末から送信される各照明器具３０に対する設定情報を取得する。なお、ここでの設定情報とは、各照明器具３０に対する調光度等に関する情報を含む。また、通信部１１は、専用のリモコンから設定情報を取得することにしてもよい。

表示部１２は、例えば、液晶モニタやタッチパネルなどにより実装され、各照明器具３０への操作を受け付ける操作画面などが表示される。また、表示部１２は、例えば、信号経路の異常が検出された場合に、信号経路の異常を通知する通知部として機能する。操作部１３は、例えば、フェーダやボタンなどといった入力装置により実装され、ユーザからの操作を受け付ける。

記憶部１４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実装される。例えば、記憶部１４は、上記の設定情報や、後述する生成部１５ａから出力される制御信号等を記憶する。

制御部１５は、照明制御装置１０全体を制御するコントローラである。例えば、制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサにより実装できる。あるいは、制御部１５は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路により実装されてもよい。

図４に示す例において、制御部１５は、生成部１５ａと、取得部１５ｂと、検出部１５ｃとを具備する。生成部１５ａは、照明器具３０へ調光信号を出力する出力回路２０へ入力する制御信号を生成する。生成部１５ａは、通信部１１や操作部１３を介して取得した設定情報に対応する制御信号を生成する。

本実施形態において、生成部１５ａは、スイッチング回路等によって構成され、パルス形状の制御信号であるＰＷＭ信号を生成する。なお、図１に示したように、照明制御装置１０は、複数の出力回路２０が接続される。

このため、生成部１５ａは、複数の出力回路２０に対してそれぞれ異なる制御信号を同時に生成することで、各出力回路２０を介して、各照明器具３０をそれぞれ異なる調光度で点灯させることも可能である。

また、生成部１５ａは、検出部１５ｃによって信号経路の異常が検出された場合に、制御信号の生成を停止する。これにより、誤接続等が生じた場合には、照明器具３０を点灯させないことで、照明器具３０に対する誤接続を施工者に対して通知することができる。

なお、生成部１５ａは、信号経路の異常が検出された場合に、照明器具３０を点滅などといった異常を通知するための制御信号を生成することで、誤接続を施工者へ通知することにしてもよい。また、この場合には、誤接続に関わる照明器具３０のみに対して異常を通知するための制御信号を生成することにしてもよい。

取得部１５ｂは、出力回路２０から出力される調光信号を取得する。取得部１５ｂは、図３に示した監視端子Ｔｄに接続されており、複数の出力回路２０の監視端子Ｔｄからそれぞれ調光信号を取得する。

検出部１５ｃは、生成部１５ａによって生成された制御信号と、取得部１５ｂによって取得された調光信号とに基づいて、制御信号の信号経路の異常を検出する。ここで、図５および図６を用いて、検出部１５ｃによる処理の具体例について説明する。

図５および図６は、実施形態に係る検出部１５ｃによる処理の一例を示す図である。なお、図５のＡには、１つの出力回路２０に対して出力した制御信号である第１制御信号の波形を示し、図５のＢには、第１制御信号に基づく調光信号である第１調光信号の波形を示す。

出力回路２０と、各照明器具３０とが正常に接続されている場合、第１制御信号の波形と、第２制御信号との波形は、略一致することになる。これに対して、図５に示すように、第１制御信号の波形と、第１調光信号の波形とが一致しない場合、信号経路に異常が生じていることになる。

したがって、検出部１５ｃは、第１調光信号の波形と、第１調光信号の波形とを比較し、比較した波形同士が一致しない場合に、信号経路の異常として検出する。図５に示す例では、第１制御信号が「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」を所定周期で繰り返すのに対して、第２調光信号が「Ｌｏｗ」のままである場合を示す。

次に、信号経路に短絡が生じた場合における検出部１５ｃによる処理について説明する。なお、図６のＡには、第１制御信号の波形を示し、図６のＢには、第１制御信号とは異なる出力回路２０へ出力される制御信号である第２制御信号を示す。また、図６のＣおよび図６のＤには、それぞれ第１制御信号および第２制御信号に基づく調光信号である第１調光信号、第２調光信号を示す。

図６の例では、第１調光信号および第２調光信号がそれぞれ異なる波形であるのに対して、第１調光信号および第２調光信号が同一の波形である場合を示す。また、図６の例では、第１調光信号および第２調光信号が、第１制御信号と第２制御信号との波形をそれぞれ足し合わせた波形である場合を示す。

この場合、検出部１５ｃは、第１制御信号の波形と、第１調光信号の波形とを比較するとともに、第２制御信号の波形と、第２制御信号の波形とをそれぞれ比較することで、第１調光信号および第２調光信号それぞれの信号経路の異常を検出することができる。

さらに、検出部１５ｃは、第１制御信号および第２制御信号と、第１調光信号および第２調光信号とを比較することで、どの信号経路が短絡しているかを推定することができる。

図６の例では、第１調光信号の波形と第２調光信号の波形とが、それぞれ第１制御信号と、第２制御信号とを足し合わせた波形であるので、第１調光信号を出力する出力回路２０の出力端子Ｔｏ１と、第２調光信号を出力する出力回路２０の出力端子Ｔｏ１とが短絡していることになる。

したがって、検出部１５ｃは、複数の制御信号の波形と、複数の調光信号の波形とを比較することで、第１調光信号の信号経路と、第２調光信号の信号経路との接続状態を検出することができる。なお、ここでの接続状態と、信号経路同士が短絡している状態か否かを指す。

検出部１５ｃは、生成部１５ａが制御信号を生成した際に、短絡検出用の波形（図５のＣまたはＤの波形に対応）を生成しておき、かかる波形と、取得した調光信号の波形とを比較することで、短絡を検出することができる。

なお、第１調光信号を出力する出力回路２０の出力端子Ｔｏ１と、第２調光信号を出力する出力回路２０の出力端子Ｔｏ２と短絡している場合には、第１調光信号の波形と第２調光信号の波形とが、それぞれ第１制御信号から第２制御信号を差し引いた波形となる。

検出部１５ｃは、信号経路の異常を検出すると、例えば、表示部１２に通知することで、表示部１２に対して施工者に異常を通知させる。これにより、施工者は、信号経路の異常を容易に把握することができる。

なお、この際、表示部１２に、信号経路の接続状態とともに、短絡が生じた信号経路を示す画面を表示することで、どの信号経路同士が短絡しているかを施工者に容易に把握させることが好ましい。

また、上述の例では、２つの信号経路間の短絡を検出する場合について説明したが、これに限定されず、３つの信号経路間の短絡を検出することにしてもよい。

次に、図７を用いて、実施形態に係る照明制御装置１０が実行する処理手順について説明する。図７は、実施形態に係る照明制御装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。

図７に示すように、照明制御装置１０は、複数の出力回路２０に対してそれぞれ制御信号を生成し（ステップＳ１０１）、生成した制御信号を出力回路２０へ出力する（ステップＳ１０２）。

続いて、照明制御装置１０は、出力回路２０から照明器具３０へ出力される調光信号を取得し（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１にて生成した制御信号と、ステップＳ１０３にて取得した調光信号との波形を比較する（ステップＳ１０４）。

その後、照明制御装置１０は、ステップＳ１０４における比較の結果、波形が略一致しているか否かを判定し（ステップＳ１０５）、波形が一致していなかった場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、信号経路の異常として検出する（ステップＳ１０６）。

そして、照明制御装置１０は、各制御信号の波形と、各調光信号との波形に基づき、異常箇所を特定し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。なお、ここでの異常箇所の特定とは、どの出力端子Ｔｏ１、Ｔｏ２間で短絡しているかを特定することを指す。

また、照明制御装置１０は、ステップＳ１０５の判定において、波形が略一致していた場合には（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７の処理を省略して、処理を終了する。

ところで、上述した実施形態では、制御信号および調光信号がそれぞれＰＷＭ信号である場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、制御信号および調光信号は、位相制御された信号であってもよい。また、この際、制御信号と、調光信号とにそれぞれ異なる信号を用いることにしてもよい。

また、上述した実施形態では、照明制御装置１０が、出力回路２０から出力される調光信号を取得する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、照明制御装置１０は、出力回路２０から出力される調光信号を間接的に明示する信号を取得することにしてもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１照明システム
１０照明制御装置
１１通信部
１２表示部
１３操作部
１４記憶部
１５制御部
１５ａ生成部
１５ｂ取得部
１５ｃ検出部
２０出力回路
３０照明器具

Claims

照明器具へ調光信号を出力する出力回路へ入力する制御信号を生成する生成部と；
前記出力回路から出力される前記調光信号を取得する取得部と；
前記生成部によって生成された前記制御信号と、前記取得部によって取得された前記調光信号とに基づいて、前記調光信号の信号経路の異常を検出する検出部と；
を具備し、
前記検出部は、
パルス形状の前記制御信号の波形と、パルス形状の前記調光信号の波形との比較結果に基づいて、前記信号経路の異常を検出する、
照明制御装置。
前記検出部によって前記信号経路の異常が検出された場合に、前記信号経路の異常を通知する通知部；
を具備する、請求項１に記載の照明制御装置。
前記検出部は、
前記波形の比較結果に基づいて、前記信号経路において短絡が生じた位置を推定する、
請求項１または２に記載の照明制御装置。
前記生成部は、
複数の前記出力回路それぞれに対して異なる前記制御信号を生成し、
前記検出部は、
前記異なる前記制御信号と、前記出力回路それぞれから出力される複数の前記調光信号とに基づいて、複数の前記信号経路間の接続状態を検出する、
請求項１～３のいずれか一つに記載の照明制御装置。