JP7480501B2

JP7480501B2 - 照明システムおよび照明装置

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Publication number: JP7480501B2
Application number: JP2019227563A
Authority: JP
Inventors: 信一芝原; 信介船山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2024-05-10
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: JP2021096957A

Description

本開示は、照明システムおよび照明装置に関する。

特許文献１には照明装置が開示されている。この照明装置では、ＬＥＤの光量の強弱に１／ｆゆらぎの特性をもたせて点灯させるパターンを生成し、生成されたパターンに基づいてＬＥＤを制御する。

特開２０１４－１６０５５３号公報

一般に複数の照明装置を同時に使用することがある。また、一般施設では天井に複数の照明装置が備えつけられることが多い。このような場合、使用者は複数の照明装置から明かりを得る。

ここで、複数の照明装置に対して１／ｆゆらぎ制御を行うことを考える。特許文献１では、１／ｆゆらぎの特性をもたせてＬＥＤを点灯させるパターンを照明装置内で生成している。このため、複数の照明装置がそれぞれ１／ｆゆらぎ制御を行うと、ゆらぎの位相がずれるおそれがある。このため、複数の照明装置からの光を同時に見る使用者は、不快な気分になるおそれがある。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、光源部が複数ある場合に効果的にゆらぎ制御を実現できる照明システムおよび照明装置を得ることを目的とする。

本開示に係る照明システムは、第１光源部と、該第１光源部を点灯させる第１点灯回路部と、調光器から入力される調光信号に応じて該第１点灯回路部を制御する第１制御部と、を備える第１照明装置と、第２光源部と、該第２光源部を点灯させる第２点灯回路部と、該調光信号に応じて該第２点灯回路部を制御する第２制御部と、を備える第２照明装置と、を備え、該調光信号はゆらぎ成分を含み、該ゆらぎ成分に応じて該第１光源部の明るさと該第２光源部の明るさは、同期してゆらぎ、該第１光源部の該明るさと該第２光源部の該明るさのゆらぎは、１／ｆゆらぎである。

本開示に係る照明装置は、第１光源部と、該第１光源部を点灯させる第１点灯回路部と、第２光源部と、該第２光源部を点灯させる第２点灯回路部と、外部から入力される調光信号に応じて該第１点灯回路部と該第２点灯回路部を制御する制御部と、を備え、該制御部は、該第１光源部の明るさを一定に維持するように該第１点灯回路部を制御しながら、該第２光源部の明るさがゆらぐように該第２点灯回路部を制御し、該調光信号はゆらぎ成分を含み、該制御部は、該調光信号から該ゆらぎ成分を除いた調光指令値で該第１光源部が点灯するように該第１点灯回路部を制御し、該ゆらぎ成分に応じて該第２光源部の該明るさがゆらぐように該第２点灯回路部を制御する。
本開示に係る照明装置は、第１光源部と、該第１光源部を点灯させる第１点灯回路部と、第２光源部と、該第２光源部を点灯させる第２点灯回路部と、外部から入力される調光信号に応じて該第１点灯回路部と該第２点灯回路部を制御する制御部と、を備え、該制御部は、該第１光源部の明るさを一定に維持するように該第１点灯回路部を制御しながら、該第２光源部の明るさがゆらぐように該第２点灯回路部を制御し、該調光信号はゆらぎ成分を含み、該制御部は、該第１点灯回路部から該第１光源部への出力電流または出力電圧が予め定められた値と一致するように、該ゆらぎ成分の周期よりも長い時間をかけてフィードバック制御を行う。

本開示に係る照明システムでは、調光信号のゆらぎ成分に応じて第１光源部の明るさと第２光源部の明るさは同期してゆらぐ。このため、効果的にゆらぎ制御を実現できる。
本開示に係る照明装置では、第１光源部の明るさは一定に維持され、第２光源部の明るさはゆらぐ。従って、効果的にゆらぎ制御を実現できる。

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に係る調光指令値とＬＥＤ出力比を説明する図である。時刻Ｔ１からＴ２の拡大図である。実施の形態２に係る照明装置の回路ブロック図である。実施の形態２に係るＬＥＤ出力比を説明する図である。

各実施の形態に係る照明システムおよび照明装置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１００の回路ブロック図である。照明システム１００は、第１照明装置１０と第２照明装置４０を備える。商用電源ＡＣは、第１照明装置１０および第２照明装置４０に接続され、電力を供給している。

また、照明システム１００は調光信号入力部６０を備える。調光信号入力部６０は、第１照明装置１０および第２照明装置４０に接続される。調光信号入力部６０は、例えば第１照明装置１０および第２照明装置４０の外部に設けられた調光器である。調光信号入力部６０は、後述する調光信号を生成する。調光信号入力部６０は、第１照明装置１０および第２照明装置４０に調光信号を送信する。

商用電源ＡＣ及び調光信号入力部６０に対して、第１照明装置１０と第２照明装置４０は並列に接続されている。

第１照明装置１０は、商用電源ＡＣと接続されるＡＣＤＣ変換部１１を備える。ＡＣＤＣ変換部１１は交流電源である商用電源ＡＣから供給される電圧を整流して脈流電圧を生成する。また、ＡＣＤＣ変換部１１は、脈流電圧から平滑された直流電圧を生成する。ＡＣＤＣ変換部１１の出力は、第１点灯回路部２１及び第２点灯回路部２２に接続されている。

第１点灯回路部２１と第２点灯回路部２２の出力には、それぞれ第１光源部３１と第２光源部３２が接続される。第１点灯回路部２１と第２点灯回路部２２は、それぞれＡＣＤＣ変換部１１で生成された直流電圧を電力変換して、第１光源部３１および第２光源部３２に供給する。これにより、第１点灯回路部２１は第１光源部３１を点灯させる。また、第２点灯回路部２２は第２光源部３２を点灯させる。

第１光源部３１及び第２光源部３２は、それぞれ複数のＬＥＤで構成される。これに限らず、第１光源部３１と第２光源部３２の各々は、１つ以上のＬＥＤから構成されればよい。また、第１光源部３１と第２光源部３２の各々は、光源としてＬＥＤ以外の発光素子を有しても良い。第１光源部３１と第２光源部３２は、色、明るさ等が異なる。

また、第１照明装置１０は、調光信号入力部６０と接続される調光信号変換部１２を備える。調光信号変換部１２の出力は、第１点灯回路部２１及び第２点灯回路部２２に接続される。調光信号変換部１２は検出した調光信号を制御信号に変換する。調光信号変換部１２は、制御信号を第１点灯回路部２１に送信し、第１光源部３１の明るさを制御する。また、調光信号変換部１２は、制御信号を第２点灯回路部２２に送信し、第２光源部３２の明るさを制御する。

このように、調光信号変換部１２は、外部から入力される調光信号に応じて第１点灯回路部２１および第２点灯回路部２２を制御する第１制御部である。調光信号変換部１２は、調光信号に応じて第１光源部３１と第２光源部３２の明るさが変化するように調光指令を行う。なお、調光信号変換部１２が第１点灯回路部２１および第２点灯回路部２２に送信する制御信号は、同じであっても異なっていても良い。

第２照明装置４０の構成は、第１照明装置１０と同様である。第２照明装置４０は、ＡＣＤＣ変換部１１および調光信号変換部１２に代えて、ＡＣＤＣ変換部４１および調光信号変換部４２を備える。

また、第２照明装置４０は、第１点灯回路部２１と第２点灯回路部２２に代えて、第３点灯回路部２３と第４点灯回路部２４を備える。また、第２照明装置４０は、第１光源部３１と第２光源部３２に代えて、第３光源部３３と第４光源部３４を備える。

調光信号変換部４２は、外部から入力される調光信号に応じて第３点灯回路部２３および第４点灯回路部２４を制御する第２制御部である。調光信号変換部４２は、調光信号に応じて第３光源部３３と第４光源部３４の明るさが変化するように調光指令を行う。

図２は、実施の形態１に係る調光指令値とＬＥＤ出力比を説明する図である。ここで、第１光源部３１～第４光源部３４の各々において、ＬＥＤ出力比は最大ＬＥＤ出力に対する現在のＬＥＤ出力の割合を意味する。第１点灯回路部２１～第４点灯回路部２４の各点灯回路部において、光源部への出力電力が定電流制御されている場合、ＬＥＤ出力は点灯回路部の出力電流である。また、各点灯回路部で光源部への出力電力が定電圧制御されている場合、ＬＥＤ出力は点灯回路部の出力電圧である。

ＬＥＤ出力は、例えば第１光源部３１～第４光源部３４の各々の明るさまたは光源電流に対応する。ここで、明るさは例えば照度である。ＬＥＤ出力比は、調光信号に含まれる調光指令値に比例する。ＬＥＤ出力比は、各光源部の調光率に対応しても良い。

第１光源部３１～第４光源部３４は、色または明るさ等の特性が異なっていても良い。また、第１点灯回路部２１～第４点灯回路部２４は、同じ調光指令値に対して出力電圧または出力電流が異なっても良い。以上から、同じ調光指令値に対して、第１光源部３１～第４光源部３４の出力する光の明るさまたは色は、異なる場合がある。一方で、第１光源部３１～第４光源部３４について、同じ調光指令値に対するＬＥＤ出力比は同じである。

調光信号の調光指令値はゆらぎ成分を含む。図２に示されるように、調光指令値は平均値に対してゆらいでいる。各光源部のＬＥＤ出力は調光指令値に従う。このため、ＬＥＤ出力には、平均出力に対してゆらぎ成分が重畳される。つまり、調光信号のゆらぎ成分に応じて、第１光源部３１～第４光源部３４の明るさはゆらぐ。

本実施の形態の調光信号は、調光信号入力部６０で生成される。調光信号は、第１照明装置１０及び第２照明装置４０に送信される。このため、第１光源部３１～第４光源部３４では、同様にＬＥＤ出力が変動する。従って、図２に示されるように、第１光源部３１～第４光源部３４の明るさは、同期してゆらぐ。

本実施の形態において、調光信号のゆらぎ成分は１／ｆゆらぎである。つまり、第１光源部３１～第４光源部３４の各々のＬＥＤ出力のゆらぎは、１／ｆゆらぎとなる。従って、第１照明装置１０と第２照明装置４０において、同期した１／ｆゆらぎパターンを実現できる。

図３は、時刻Ｔ１からＴ２の拡大図である。調光信号入力部６０からは、規定時間ΔＴ毎に調光指令値が出力される。調光信号入力部６０は例えば１ｋＨｚで調光指令値を含む調光信号を出力する。このため、調光信号変換部１２は、ゆらぎ成分として規定時間ΔＴ毎に調光指令値を受信する。調光信号変換部１２は、受信した調光指令値に応じて第１光源部３１および第２光源部３２を点灯させる。同様に、調光信号変換部４２は、ゆらぎ成分として規定時間ΔＴ毎に調光指令値を受信する。調光信号変換部４２は、受信した調光指令値に応じて第３光源部３３および第４光源部３４を点灯させる。従って、各光源部において規定時間ΔＴ毎にＬＥＤ出力が設定される。

このように、第１照明装置１０と第２照明装置４０には、ゆらぎ成分を含んだ調光信号がストリーミング送信される。調光信号変換部１２、４２は、規定時間ΔＴ毎に受信した調光指令値を、順番にＬＥＤ出力に反映させる。これにより、各光源部のＬＥＤ出力はストリーミング制御される。また、ストリーミング送信された各調光指令値は第１光源部３１～第４光源部３４で同時に反映される。従って、第１照明装置１０と第２照明装置４０で同期した１／ｆゆらぎを実現することができる。

自然界に存在する１／ｆゆらぎは、人に快適感を与えるものとして一般に認知されている。具体的には、ろうそくの炎、そよ風、小川のせせらぎなど様々な自然現象の中に１／ｆゆらぎが発見されている。このような１／ｆゆらぎには、リラクゼーション効果があると言われている。１／ｆゆらぎは、様々な民生品に採用されている。照明装置においても、１／ｆゆらぎはリラクゼーション効果を期待して採用されることがある。

ここで、点灯装置を制御するＩＣによって、１／ｆゆらぎ制御が実現されることがある。例えば、ＩＣが記憶している不特定パターンによって光源部を点灯制御することで、１／ｆゆらぎ制御が実現させることが考えられる。しかし、不特定パターンを複数の照明装置のそれぞれで実施すると、パターンにずれが生じる可能性がある。このため、複数の照明装置の全体から得られる光には、１／ｆゆらぎが効果的に反映されないおそれがある。また、使用者が不快な気分になるおそれがある。

これに対し本実施の形態では、第１光源部３１～第４光源部３４の明るさは、同期してゆらぐ。従って、光源部が複数ある場合に効果的にゆらぎ制御を実現できる。また、使用者が不快な気分になることを抑制できる。

本実施の形態のゆらぎ制御は１／ｆゆらぎ制御である。１／ｆゆらぎの周波数ｆは、例えば第１光源部３１～第４光源部３４の何れかが発する光の周波数である。これに限らず、調光信号が含むゆらぎ成分は、１／ｆゆらぎではなくても良い。ゆらぎ成分は、例えば周期的に変化する成分またはランダムなゆらぎの成分であっても良い。

本実施の形態では、第１光源部３１～第４光源部３４に調光指令値を同時に反映させる方法として、ストリーミング制御の例を挙げた。これに限らず、ゆらぎ制御を実現するためのプログラムが調光信号変換部１２、４２の各々で実行されるものとしても良い。この場合、照明システム１００は、調光信号変換部１２、４２に同じタイミングでプログラムを実施させる同期手段を備えても良い。

本実施の形態の調光信号は、例えば符号付きのコマンド信号である。調光信号は、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号などの有線信号であっても良い。また、調光信号は無線信号でも構わない。調光信号は、第１照明装置１０と第２照明装置４０が調光信号に従って動作するものであればよい。

また、調光信号入力部６０は、例えばユーザーから入力された調光指令値にゆらぎ成分を重畳させて、調光信号として出力しても良い。この場合、ユーザーから入力される調光指令値は、例えば図２に示される調光指令値の平均値に該当する。調光信号入力部６０は、マイコンまたは専用のハードウェアから構成されても良い。調光信号入力部６０は、壁スイッチまたはリモコンであっても良い。

これらの変形は、以下の実施の形態に係る照明システムおよび照明装置について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る照明システムおよび照明装置については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る照明装置２１０の回路ブロック図である。照明装置２１０は、ゆらぎ信号解析部２１３を備える点が第１照明装置１０と異なる。照明装置２１０において、ＡＣＤＣ変換部１１の出力は、第１点灯回路部２２１及び第２点灯回路部２２２に接続されている。第１点灯回路部２２１と第２点灯回路部２２２の出力には、それぞれ第１光源部２３１と第２光源部２３２が接続される。

調光信号変換部１２の出力は、第１点灯回路部２２１及びゆらぎ信号解析部２１３に接続される。ゆらぎ信号解析部２１３の出力は第２点灯回路部２２２に接続される。

本実施の形態では、調光信号入力部６０から入力される調光信号には、ゆらぎ成分が含まれていない。調光信号変換部１２は調光信号入力部６０からの調光信号を制御信号に変換する。調光信号変換部１２は、制御信号を第１点灯回路部２２１に送信し、第１光源部２３１の明るさを制御する。このとき、第１光源部２３１の明るさは、調光信号に応じて一定に設定される。

また、調光信号変換部１２は、制御信号をゆらぎ信号解析部２１３に送信する。ゆらぎ信号解析部２１３はゆらぎ成分を生成する。ゆらぎ信号解析部２１３は、調光信号変換部１２から受けた制御信号に応じて、ゆらぎ成分を算出する。ゆらぎ成分は、例えば第２光源部２３２が発する光の周波数等に応じて算出されても良い。ゆらぎ信号解析部２１３は、制御信号にゆらぎ成分を重畳させて第２点灯回路部２２２に送信する。これにより、第２光源部２３２の明るさが制御される。このとき、第２光源部２３２の明るさは、ゆらぎ成分に応じてゆらぐ。

本実施の形態では、調光信号変換部１２とゆらぎ信号解析部２１３は、外部から入力される調光信号に応じて第１点灯回路部２２１と第２点灯回路部２２２を制御する制御部を構成する。制御部は、調光信号に応じて第１光源部２３１の明るさを一定に維持するように第１点灯回路部２２１を制御する。また制御部は、ゆらぎ成分を生成し、ゆらぎ成分に応じて第２光源部２３２の明るさがゆらぐように第２点灯回路部２２２を制御する。第２光源部２３２の明るさのゆらぎは、例えば１／ｆゆらぎである。

図５は、実施の形態２に係るＬＥＤ出力比を説明する図である。第１光源部２３１にはゆらぎ成分が反映されないため、ＬＥＤ出力比は一定である。一方で、第２光源部２３２のＬＥＤ出力比には、平均出力に対してゆらぎ成分が重畳される。つまり、制御信号のゆらぎ成分に応じて、第２光源部２３２の明るさはゆらぐ。

このように、照明装置２１０は、ゆらぎ成分を含まないで点灯する第１光源部２３１と、ゆらぎ成分を含んで点灯する第２光源部２３２を備える。制御部は、第１光源部２３１の明るさを一定に維持するように第１点灯回路部２２１を制御しながら、第２光源部２３２の明るさがゆらぐように第２点灯回路部２２２を制御する。

本実施の形態では、ベースとなる規定の明るさを第１光源部２３１から得ながら、ゆらぎによる演出効果を第２光源部２３２から得ることができる。従って、光源部が複数ある場合にも、効果的にゆらぎ制御を実現できる。

本実施の形態は、複数色の光源部を備える照明装置において、ゆらぎ制御をすべての光源部に適用する必要がない場合に特に有効である。照明装置２１０において、例えばベースとなる白色光を第１光源部２３１から出力し、暖色系または寒色系の光を第２光源部２３２からゆらぎを持たせて出力しても良い。これにより、使用者は一定の照度を得ながら快適性を得ることができる。従って、本実施の形態によれば、照明装置２１０の使用形態の可能性を広げることができる。なお、第１光源部２３１と第２光源部２３２の色は同じであっても良い。

また、本実施の形態において、ゆらぎ成分の出力源はゆらぎ信号解析部２１３のみである。従って、ゆらぎパターンがずれることを防止でき、使用者が不快な気分になることを抑制できる。

また、調光信号入力部６０から入力される調光信号は、ゆらぎ成分を含んでいても良い。この場合、制御部は調光信号からゆらぎ成分を取り除き、第１点灯回路部２２１に送信する。制御部は、ゆらぎ成分を除いた調光指令値で第１光源部２３１が点灯するように、第１点灯回路部２２１を制御する。また、制御部は調光信号に含まれるゆらぎ成分に応じて第２光源部２３２の明るさがゆらぐように、第２点灯回路部２２２を制御する。

また、第１点灯回路部２２１は、調光信号変換部１２から送信される制御信号のゆらぎ成分を無視するように構成されていても良い。例えば、調光信号変換部１２は、第１点灯回路部２２１から第１光源部２３１への出力電流または出力電圧が予め定められた値と一致するように、フィードバック制御を行う。このとき、調光信号変換部１２は、フィードバック制御をゆらぎ成分の周期よりも長い時間をかけて実施しても良い。これにより、実質的にゆらぎ成分が無効となる。

本実施の形態の照明装置２１０には２つの光源部が設けられた。これに限らず、光源部は複数設けられれば良い。この場合、複数の光源部のうち少なくとも１つで明るさが一定に制御され、複数の光源部のうち少なくとも１つで明るさがゆらぐように制御されればよい。

なお、各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。

１０第１照明装置、１１ＡＣＤＣ変換部、１２調光信号変換部、２１第１点灯回路部、２２第２点灯回路部、２３第３点灯回路部、２４第４点灯回路部、３１第１光源部、３２第２光源部、３３第３光源部、３４第４光源部、４０第２照明装置、４１ＡＣＤＣ変換部、４２調光信号変換部、６０調光信号入力部、１００照明システム、２１０照明装置、２１３ゆらぎ信号解析部、２２１第１点灯回路部、２２２第２点灯回路部、２３１第１光源部、２３２第２光源部、ＡＣ商用電源

Claims

第１光源部と、前記第１光源部を点灯させる第１点灯回路部と、調光器から入力される調光信号に応じて前記第１点灯回路部を制御する第１制御部と、を備える第１照明装置と、
第２光源部と、前記第２光源部を点灯させる第２点灯回路部と、前記調光信号に応じて前記第２点灯回路部を制御する第２制御部と、を備える第２照明装置と、
を備え、
前記調光信号はゆらぎ成分を含み、
前記ゆらぎ成分に応じて前記第１光源部の明るさと前記第２光源部の明るさは、同期してゆらぎ、
前記第１光源部の前記明るさと前記第２光源部の前記明るさのゆらぎは、１／ｆゆらぎであることを特徴とする照明システム。
前記調光信号を生成する前記調光器を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
前記第１制御部は、前記ゆらぎ成分として規定時間毎に調光指令値を受信し、前記調光指令値に応じて前記第１光源部を点灯させ、
前記第２制御部は、前記ゆらぎ成分として前記規定時間毎に前記調光指令値を受信し、前記調光指令値に応じて前記第２光源部を点灯させることを特徴とする請求項１または２に記載の照明システム。
第１光源部と、
前記第１光源部を点灯させる第１点灯回路部と、
第２光源部と、
前記第２光源部を点灯させる第２点灯回路部と、
外部から入力される調光信号に応じて前記第１点灯回路部と前記第２点灯回路部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１光源部の明るさを一定に維持するように前記第１点灯回路部を制御しながら、前記第２光源部の明るさがゆらぐように前記第２点灯回路部を制御し、
前記調光信号はゆらぎ成分を含み、
前記制御部は、前記調光信号から前記ゆらぎ成分を除いた調光指令値で前記第１光源部が点灯するように前記第１点灯回路部を制御し、前記ゆらぎ成分に応じて前記第２光源部の前記明るさがゆらぐように前記第２点灯回路部を制御することを特徴とする照明装置。
第１光源部と、
前記第１光源部を点灯させる第１点灯回路部と、
第２光源部と、
前記第２光源部を点灯させる第２点灯回路部と、
外部から入力される調光信号に応じて前記第１点灯回路部と前記第２点灯回路部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１光源部の明るさを一定に維持するように前記第１点灯回路部を制御しながら、前記第２光源部の明るさがゆらぐように前記第２点灯回路部を制御し、
前記調光信号はゆらぎ成分を含み、
前記制御部は、前記第１点灯回路部から前記第１光源部への出力電流または出力電圧が予め定められた値と一致するように、前記ゆらぎ成分の周期よりも長い時間をかけてフィードバック制御を行うことを特徴とする照明装置。
前記第２光源部の前記明るさのゆらぎは、１／ｆゆらぎであることを特徴とする請求項４または５に記載の照明装置。