JPH08153590A

JPH08153590A - 照明装置

Info

Publication number: JPH08153590A
Application number: JP6296517A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takami; 宏之高見
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の調光カ−ブを任意に設定でき、且つ調
光カ−ブを外部から制御できる照明装置を提供する。【構成】調光回路７は、調光信号Ｓ₁を複数の変曲点
を有する直流電圧に変換する関数変換部８と、関数変換
部８の出力電圧Ｖ₀を増幅する非反転増幅器２と、一定
周波数の三角波を出力する発振器３と、非反転増幅器２
及び発振器３の出力を比較出力してデューティ信号Ｓ₂
に変換する比較器４とから構成され、デュ−ティ信号Ｓ
₂を制御回路５に入力することにより、スイッチング素
子Ｑ₁，Ｑ ₂などを介して照明負荷６を調光制御する。【効果】複数の調光カ−ブを任意に設定可能で、且つ
調光カ−ブを外部から制御可能な照明装置を提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照明負荷を点灯する照
明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係る従来の照明装置のブロック
構成図を図８に、その具体的回路構成例を図９に示す。

【０００３】本照明装置は、照明負荷６と、整流回路Ｄ
Ｂ，制御回路５，スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂，共振回
路から構成されると共に、照明負荷６に高周波電力を供
給する電力変換部Ａ（以下、照明器具Ａと呼ぶ。）と、
整流回路ＤＢ，信号変換部７（以下、調光回路７と呼
ぶ。），調光盤あるいは調光卓上のフェーダ（スライド
式の可変抵抗や回転式ボリューム等）などの操作手段９
から構成されると共に、操作手段９を操作することによ
り照明負荷の照度を調整（調光）する調光装置Ｂとから
構成されている。

【０００４】次に、動作を簡単に説明する。先ず、操作
手段９の操作量に基づき例えば０〜１０Ｖの直流電圧信
号Ｓ₁（以下、調光信号Ｓ₁）が調光回路７に入力さ
れ、調光信号Ｓ₁を、例えば図１０に示す様な周波数一
定の矩形波であるデューティ信号Ｓ₂に変換する。ここ
で、デュ−ティ信号Ｓ₂の１周期Ｔに於けるハイレベル
の期間Ｔｏｎの割合、即ちＴｏｎ／Ｔ（以下、デューテ
ィ比と呼ぶ。）が調光信号Ｓ₁に応じて変化する。例え
ば、図１１に示す様に調光信号Ｓ₁の増加に伴い、デュ
−ティ信号Ｓ₂のデューティ比が減少する。そして、デ
ュ−ティ信号Ｓ₂を照明器具Ａの制御回路５に送信す
る。制御回路５でデュ−ティ信号Ｓ₂のデュ−ティ比に
基づきスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を交互にオンオフす
ることにより、交流電源ＡＣを整流回路ＤＢで整流した
直流電源Ｅ₁を交流の高周波電力に変換する。変換され
た交流の高周波電力は、共振回路１０を介して負荷照明
６（例えば、蛍光灯）へ供給される。この場合、デュ−
ティ信号Ｓ₂のデュ−ティ比に基づいて照明負荷６に流
れる電流の時間あたりの通電量を変化させることによ
り、照明負荷６の照度を変化する。なお、調光信号Ｓ₁
は、コンピュータからの信号を直流電圧に変換して与え
られることもある。

【０００５】図９に示す具体回路例では、共振回路１０
は、キャパシタンス素子Ｃ₁，Ｃ₂，インダクタンス素
子Ｌ₁，電流トランスＣＴの１次巻線ｎ₁などから構成
されている。また、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂は共振
による振動電流で交互に導通すると共に、制御回路５が
デュ−ティ信号Ｓ₂のデューティ比に応じてスイッチン
グ素子Ｑ₂のオン時間を決める。

【０００６】図７（ｂ) に、デュ−ティ信号Ｓ₂のデュ
ーティ比と照明負荷６の照度（ここでは照度比）との関
係の一例を示す。なお、デュ−ティ信号Ｓ₂のデューテ
ィ比に対する照度の変化は、通電量をデュ−ティ信号Ｓ
₂のデューティ比に対して直線的に制御しても、照明負
荷６の特性などにより、図１２に示した様に必ずしも直
線的なものとはならない。また、調光信号Ｓ₁と照度と
の関係（以下、調光カーブと呼ぶ）は、図１１，図１２
の合成として、装置内部の回路構成及び照明負荷の特性
などにより、一意的に決定される。（図１３）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
示した様な照明器具に求められる調光カーブは必ずしも
ひと通りではなく、異なる複数の調光カ−ブが求められ
る、という問題点が生じる。例えば、会議場などの一定
空間内に於いては、照度が高い場合は照度の変化は緩慢
にして、照度が低い場合は照度の変化は大きくする方
が、人間にとって自然な調光に感じられることがある。
また、演出用、会議場用などに用いる場合、使用用途に
よって求められる調光カーブは一律ではなく、複数の異
なる調光カーブを必要とすることがある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、複数の調光カ−ブを任意
に設定でき、且つ調光カ−ブを外部から制御できる照明
装置を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
れば、照明負荷と、照明負荷に電力を供給すると共に、
照明負荷の照度を調整する電力変換部と、照明負荷の照
度を設定する調光信号を入力する操作手段と、調光信号
をデュ−ティ信号に変換して電力変換部に入力すること
により、電力変換部の出力を制御する信号変換部とから
なる照明装置に於いて、信号変換部は、調光信号と照明
負荷の照度との相関関係を示す調光カーブに調光カ−ブ
の傾きが変化する変曲点を設ける関数変換部を備えたこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、関数変換部
は、変曲点を調光カ−ブ上で可動するものであることを
特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、関数変換部
は、変曲点の個数を任意に設定するものであることを特
徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、関数変換部
は、外部からの外部信号に応じて任意の調光カ−ブを選
択するものであることを特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明によれば、外部信号は
ＣＰＵ信号であることを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明によれば、外部信号は
一定空間に於ける照度値であることを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明によれば、操作手段より調
光信号Ｓ₁の調光信号電圧Ｖｉを関数変換部８に入力す
る。調光信号電圧Ｖｉの値により、関数変換部８の出力
電圧Ｖ₀が変化する。この場合、調光信号電圧Ｖｉと関
数変換部８の出力電圧Ｖ ₀との比率（傾き）が変曲点を
境に変化する。増幅された関数変換部８の出力電圧Ｖ₀
と、三角波とを比較器で比較出力することにより、調光
信号電圧Ｖｉをデュ−ティ信号Ｓ₂に変換する。デュ−
ティ信号Ｓ₂のデュ−ティ比に応じて照明負荷６による
照度が変化する。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、関数変換部
８内部で設定されたスレッショルド電圧Ｖao，Ｖboの値
を変化させる、もしくは抵抗Ｒ₂，Ｒ₃の値を変化させ
ることにより、変曲点を可変する。

【００１７】請求項３記載の発明によれば、関数変換部
８内部でのスレッショルド電圧を任意の個数設定する様
に回路構成することにより、変曲点を任意の個数設定す
る。

【００１８】請求項４記載の発明によれば、外部からの
制御信号Ｖｃに応じてスイッチＳＷ ₁からスイッチＳＷ
₃を切換えることにより、予め設定した複数の調光カー
ブを用途に応じて選択する。

【００１９】請求項５記載の発明によれば、外部からの
制御信号ＶｃとしてＣＰＵ信号を用いて、複数の調光カ
−ブを途中で切り替えたり、組み合わせたりする。

【００２０】請求項６記載の発明によれば、外部からの
制御信号Ｖｃとして照度を検知して任意に調光カ−ブを
制御する。

【００２１】

【実施例】

（実施例１）本発明に係る第１実施例の回路図を図１に
示す。

【００２２】図９に示した従来例と異なる点は、調光回
路７は、調光信号Ｓ₁を複数の変曲点を有する直流電圧
に変換する関数変換部８と、関数変換部８の出力電圧Ｖ
₀を増幅する非反転増幅器２と、一定周波数の三角波を
出力する発振器３と、非反転増幅器２及び発振器３の出
力を比較出力してデューティ信号Ｓ₂に変換する比較器
４とから構成されるようにしたものであり、その他の従
来例と異なる点は、同一構成に同一符号を付すことによ
り説明を省略する。

【００２３】ここで図１に示す回路は、図２に示す様な
調光カーブに２つの変曲点を設けたものを示してある。
また関数変換部８は、調光信号Ｓ₁の調光信号電圧Ｖｉ
に抵抗Ｒ₁を介して接続された抵抗Ｒ₂，Ｒ₃と、抵抗
Ｒ₂，Ｒ₃と各々のアノ−ドとを直列接続されたダイオ
ードＤ₁，Ｄ₂と、ダイオードＤ₁，Ｄ₂の各々のカソ
−ドに直列接続されたインピーダンス変換のためのボル
テージフォロワ１ａ，１ｂと、定電圧源Ｖ_CCをスレッシ
ョルド電圧Ｖao、Ｖboに分圧する為の抵抗Ｒ₄，Ｒ₅，
Ｒ₆とから構成されるものであると共に、ボルテージフ
ォロワ１ａ，１ｂを介して、スレッショルド電圧Ｖao、
ＶboをダイオードＤ₁，Ｄ₂のカソード印加するもので
ある。また、ダイオードＤ₁，Ｄ₂の導通時に於けるダ
イオードＤ₁，Ｄ₂の電圧降下分をＶｆ、ダイオードＤ
₁，Ｄ₂の導通時に於ける調光信号電圧Ｖｉの値をそれ
ぞれＶａ、Ｖｂとする。

【００２４】次に、関数変換部８の動作を簡単に説明す
る。先ず、Ｖｉ＜Ｖａ、即ちＶｉ＜Ｖａ＋Ｖｆの場合、
ダイオードＤ₁，Ｄ₂共非導通であるから関数変換部８
の出力電圧Ｖ₀は、Ｖ₀＝Ｖｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）となる。Ｖａ≦Ｖｉ＜Ｖｂ、即ちＶａ＋Ｖｆ≦Ｖｉ＜Ｖ
ｂ＋Ｖｆの場合、ダイオードＤ₁のみ導通するから関数
変換部８の出力電圧Ｖ₀は、Ｖ₀＝Ｋ₁×（Ｖｉ−（Ｖao＋Ｖｆ) ）＋Ｖａ・・・・・・・・・（２）となる。Ｖｂ≦Ｖｉ、即ちＶbo＋Ｖｆ＜Ｖ₀の場合、ダ
イオードＤ₁，Ｄ₂共導通するから関数変換部８の出力
電圧Ｖ₀は、Ｖ₀＝Ｋ₂×（Ｖｉ−Ｖｂ）＋Ｖbo＋Ｖｆ・・・・・・・・・・・（３）となる。なお、Ｖao＝Ｖａ−Ｖｆ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）Ｖbo＝Ｋ₁×（Ｖｂ−Ｖａ）＋Ｖａ−Ｖｆ・・・・・・・・・・・（５）Ｋ₁＝（Ｒ₂／（Ｒ₁＋Ｒ₂）・・・・・・・・・・・・・・・（６）Ｋ₂＝（Ｒ₂×Ｒ₃／（Ｒ₂＋Ｒ₃））／（Ｒ₂×Ｒ₃／（Ｒ₂＋Ｒ₃）＋Ｒ₁）・・・・・・・（７）で表され、式（６），（７）よりＲ₁，Ｒ₂，Ｒ₃の比
は、Ｒ₁：Ｒ₂：Ｒ₃＝（１−Ｋ₁）／Ｋ₁：１：Ｋ₂×（Ｋ₁−１）／（Ｋ₂−Ｋ₁）・・・・・・・・・・（８）で表される。調光信号電圧Ｖｉに対する関数変換部８の
出力電圧Ｖ₀の変化（以下、Ｖ₀関数と呼ぶ。）の傾き
がＶｉ＝Ｖａ，Ｖｉ＝Ｖｂで変わるので、Ｖｉ＝Ｖａ及
びＶｉ＝Ｖｂ時の関数変換部８の出力電圧Ｖ₀の値を変
曲点ｘ（Ｖ₀＝Ｖao＋Ｖｆ）及びｙ（＝Ｖbo＋Ｖｆ）と
呼び、Ｖａ≦Ｖｉ＜Ｖｂの場合の傾きはＫ ₁、Ｖｂ≦Ｖ
ｉの場合のＶ₀関数の傾きはＫ₂となる。また、Ｖ₀関
数の傾きＫ ₁，Ｋ₂はそれぞれ抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃の
値により決定されるので、変曲点ｘ，ｙはグラフ上を上
下左右に変化することができる。（図２）図２に於いて、Ｖｉ≦Ｖａの場合は式（１）より、Ｖ₀
関数の傾きは１であるが、Ｖｉ≧Ｖａの場合は式
（２），（３），（６），（７）より、Ｖ₀関数の傾き
は１より小さくなるので、関数変換部８の出力電圧Ｖ₀
の最大値は調光信号電圧Ｖｉの最大値より小さくなって
しまう。これを図３に示す様な、Ｖ₀の最大値＝Ｖｉの
最大値（この場合は１０Ｖ）と補正する為に、関数変換
部８の出力電圧Ｖ₀を非反転増幅器２で電圧Ｖ₁に増幅
する。

【００２５】発振器３により出力される三角波Ｖ₂は一
定であるとすると、非反転増幅器２の出力電圧Ｖ₁の値
により、比較器４から出力されるデュ−ティ信号Ｓ₂の
デューティ比は一意的に決まる。よって、デュ−ティ信
号Ｓ₂のデュ−ティ比は調光信号電圧Ｖｉの値により一
意的に決まり、その関係は図４に示す様に、図３に示す
グラフと相似形になる。図１２に示した様に、デュ−テ
ィ信号Ｓ₂のデュ−ティ比から照明負荷６の照度は一意
的に決定されるので、よって、調光信号電圧Ｖｉの値に
より照明負荷６の照度は一意的に決定され、その関係は
図５に示す様に、図３及び図４に示すグラフと相似形に
なり、変曲点を有する。

【００２６】本例では抵抗Ｒ₂，ダイオ−ドＤ₁から成
る直列回路と抵抗Ｒ₃，ダイオ−ドＤ₂から成る直列回
路との２つ直列回路を設けたことにより、調光カ−ブに
２つの変曲点を設けたが、抵抗とダイオ−ドとからなる
直列回路を任意の個数だけ、抵抗Ｒ₂，ダイオ−ドＤ₁
から成る直列回路と並列接続することにより、調光カ−
ブに任意の個数の変曲点を設けることが容易に可能とな
る。また、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃の値を任意に設定する
ことにより、調光カ−ブの傾きを任意に設定することが
可能となる。

【００２７】なお、調光信号Ｓ₁に対応したデュ−ティ
信号Ｓ₂を調光回路７が出力することとしたが、周波数
制御調光信号、及び位相制御調光信号などに対応して照
明負荷６の照度を制御する手段であれば何でもよい。ま
た、関数変換部８の回路構成は、ダイオード使用に限定
するものではない。更に、調光カーブを作り出す為に、
発振器３の出力である三角波Ｖ₂を変形させる手段を用
いてもよく、抵抗Ｒ₁から抵抗Ｒ₆を可変抵抗として、
外部より各々の値を可変させることにより調光カーブを
任意に調整できる様にしてもよく、変曲点を決める抵抗
Ｒ₁から抵抗Ｒ ₃を予めスイッチで切換え、複数の変曲
点をプリセットできる機能を持たせてもよい。

【００２８】（実施例２）本発明に係る第２実施例の、
関数変換部８の回路図を図６に示す。

【００２９】図１に示した第１実施例と異なる点は、複
数の調光カーブをつくる変換回路を並列に接続し、外部
からの制御信号Ｖｃに応じてスイッチＳＷ₁からスイッ
チＳＷ₃を切換えることにより、予め設定した複数の調
光カーブを用途に応じて選択する様にしたことであり、
その他の同一構成には同一符号を付すことにより説明を
省略する。

【００３０】なお、制御信号Ｖｃとして、ＣＰＵ信号を
用いて、外部コンピュータで音響も一緒に制御したり、
複数の調光カーブを途中で切替えたり、組み合わせたり
してもよい。また、照明負荷６に流れる電流、及び照度
をセンサで検出して任意に調光カーブを制御してもよ
い。更に、装置内部に演算器を設けて、任意の光出力特
性を入力すれば、装置の出力を自動的に調整することも
できる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１から請求項３記載の発明によれ
ば、複数の調光カ−ブを任意に設定可能な照明装置を提
供できる。

【００３２】請求項４から請求項６記載の発明によれ
ば、複数の調光カ−ブを任意に設定可能で、且つ調光カ
−ブを外部から制御可能な照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の回路図を示す。

【図２】上記実施例に係る調光信号と関数変換部の出力
電圧との特性図を示す。

【図３】上記実施例に係る調光信号と非反転増幅器の出
力電圧との特性図を示す。

【図４】上記実施例に係る調光信号とデュ−ティ信号の
デューティ比との特性図を示す。

【図５】上記実施例に係る調光信号と照度比との特性図
を示す。

【図６】本発明に係る第２実施例の回路図を示す。

【図７】上記実施例に係る波形図を示す。

【図８】本発明に係る従来例のブロック構成図を示す。

【図９】上記従来例の具体回路例を示す。

【図１０】デューティ信号の波形図を示す。

【図１１】上記従来例に係る調光信号とデュ−ティ信号
のデューティ比との特性図を示す。

【図１２】上記従来例に係るデュ−ティ信号のデューテ
ィ比と照度比との特性図を示す。

【図１３】上記従来例に係る調光信号とと照度比との特
性図を示す。

【符号の説明】

６照明負荷７信号変換部８関数変換部９操作手段Ａ電力変換部Ｓ信号ｘ，ｙ変曲点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明負荷と、前記照明負荷に電力を供給
すると共に、前記照明負荷の照度を調整する電力変換部
と、前記照明負荷の照度を設定する調光信号を入力する
操作手段と、前記調光信号をデュ−ティ信号に変換して
前記電力変換部に入力することにより、前記電力変換部
の出力を制御する信号変換部とからなる照明装置に於い
て、前記信号変換部は、前記調光信号と前記照明負荷の照度
との相関関係を示す調光カーブに前記調光カ−ブの傾き
が変化する変曲点を設ける関数変換部を備えたことを特
徴とする照明装置。
【請求項２】前記関数変換部は、前記変曲点を前記調
光カ−ブ上で可動するものであることを特徴とする請求
項１記載の照明装置。
【請求項３】前記関数変換部は、前記変曲点の個数を
任意に設定するものであることを特徴とする請求項１記
載の照明装置。
【請求項４】前記関数変換部は、外部からの外部信号
に応じて任意の前記調光カ−ブを選択するものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項５】前記外部信号は、ＣＰＵ信号であること
を特徴とする請求項４記載の照明装置。
【請求項６】前記外部信号は、一定空間に於ける照度
値であることを特徴とする請求項４記載の照明装置。