WO2012063861A1

WO2012063861A1 - 光源点灯装置および照明装置

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Publication number: WO2012063861A1
Application number: PCT/JP2011/075826
Authority: WO
Inventors: 彩弥香冨山; 鎌田　征彦; 笹井　敏彦; 河野　仁志; 岩井　直子; 昌俊熊谷; 徹石北; 啓道中島
Original assignee: 東芝ライテック株式会社
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-05-18
Also published as: CN103202102A; JP2012104453A; JP5674114B2; CN103202102B; EP2640164A1; US20130293144A1

Abstract

　光源点灯装置は、第１の光源1と、第１の光源よりも色温度が低いとともに色温度が2500～3200Kである第２の光源2と、第１および第２の光源をそれぞれ点灯する点灯回路3と、第１および第２の光源を共に連続調光してフェードアウトするフェードアウトモードを選択可能であり、フェードアウトモードの選択時においてはその後段の期間で第２の光源の光量が第１の光源の光量より多くなるように点灯回路を制御する制御手段4と、を具備している。

Description

光源点灯装置および照明装置

　本発明の実施形態は、光源を調光可能に点灯する光源点灯装置およびこれを備えた照明装置に関する。

　色温度の異なる複数種の光源を点灯してその光出力を混光し、中間的な色温度の光出力を得ることを調色といい、光源の光出力を変化させることを調光という。調色と調光の両方を行えるように光源点灯装置を構成することができる。このような光源点灯装置を用いて高照度照明時の照明の色温度と低照度照明時の照明の色温度を変えることができる。

本発明の第１の実施形態に係わる光源点灯装置の回路ブロック図である。同じく第１および第２の光源のフェードモードの時間と明るさの関係を示すグラフである。本発明の第２の実施形態における第１および第２の光源のフェードモードの時間と明るさの関係を示すグラフである。

　　　　一実施形態の光源点灯装置は、第１および第２の光源、点灯回路ならびに制御手段を具備している。第２の光源は、第１の光源よりも色温度が低いとともに、色温度が2500～3200Kである。点灯回路は、第１および第２の光源をそれぞれ点灯する。制御手段は、第１および第２の光源を共に連続調光してフェードアウトするとともに前段および第２の光源の光量が第１の光源の光量より多くなるように点灯回路を制御する後段の期間を備えるフェードアウトモードを有する。　

第１の実施形態

　図１を参照して第１の実施形態を説明する。第１の実施形態において、光源点灯装置は、第１の光源1、第２の光源2、点灯回路3、制御手段4、補助灯5および補助灯点灯回路6を具備している。

　第１の光源1は、その光出力の色温度が相対的に高くて、例えば相関色温度が5000K程度の昼白色（範囲4600～5400K）である。なお、この色温度は、単体の光源により得てもよいし、色度の異なる複数の光源の発光を加法混光して得るようにしてもよい。複数の光源を用いて所定色温度を得る場合、その種類は同種および異種の組み合わせのいずれであってもよい。

　第２の光源2は、その光出力の色温度が相対的に低くて、例えば相関色温度2800K程度の電球色（範囲2500～3200K）である。この色温度は、第１の光源1と同様に単体の光源により得てもよいし、色度の異なる複数の光源の発光を加法混光して得るようにしてもよい。

　第１および第２の光源1、2は、その種類を問わない。例えば、蛍光ランプ、ＨＩＤランプ、ＬＥＤ、ＥＬ（有機、無機）および電界放出形ランプなどどのようなランプであってもよい。また、その種類は、色温度がほぼ同じであれば同一種および異種の組み合わせのいずれであってもよい。なお、図示の実施形態においてはＬＥＤを用いている。

　また、第１および第２の光源1、2は、その数が特段限定されないので、１個および任意の複数個のいずれかを適宜用いることができる。そして、第１の光源1と第２の光源2との数が等しくてもよいし、等しくなくてもよい。なお、図示の実施形態においては同一色温度の複数のＬＥＤを例えば直列接続して用いている。

　さらに、第１および第２の光源1、2の光出力を混光するとともに、それらの混光比率を変化させることにより、多様な色温度の混光色を得ることができる。例えば、昼白色および電球色の中間に位置する相関色温度3500K程度の温白色（範囲3200～3700K）の照明光を得ることができる。

　点灯回路3は、第１および第２の光源1、2を、それぞれ個別に、しかも点灯モードによっては同期して点灯するために、第１の光源１に対しては第１の点灯回路要素3aを、また第２光源2に対しては第２の点灯回路要素3bを、それぞれ備えているとともに、第１の点灯回路要素3aおよび第２の点灯回路要素３bに対して直流電力を供給する共通の直流電源３cを備えている。

　第１および第２の点灯回路要素3a、3bは、第１および第２の光源1、2を連続調光可能に点灯することができる。また、後述する制御手段４の制御により第１および第２の光源1、2を同期して連続調光するが、所望により非同期としていずれか一方のみまたは両者を点灯するように切り換えることもできる。

　点灯回路3の具体的な回路方式は、本実施形態において特段限定されないので、光源の種類に応じた適当な回路を採用することができる。代表的な光源1、2の一例としてＬＥＤを用いた場合、直流点灯方式を用いる。この場合の回路方式として、DC-DCコンバータ、例えば降圧チョッパを好ましくは定電流制御する回路構成を採用することにより、回路効率が高くかつ、制御が容易な点灯回路3を得ることができる。

　制御手段4は、少なくとも第１および第２の光源1、2を共に同期させて連続調光してフェードアウトする前段および後段の期間を備えたフェードアウトモードで点灯させることを選択可能である。そして、フェードアウトモードの選択時においては、その後段の期間で第２の光源2の光量が第１の光源1の光量よりも多くなるように点灯回路3を制御する。なお、この場合、第１の光源1の光量は消灯状態を含む意味である。また、第１および第２の光源1、2を共に同期して連続調光するとは、フェードアウトモード前段の期間ないし中段の期間において両光源1、2をほぼ等しい光出力の下で連続調光することを意味する。

　フェードアウトモードは、これを判りやすく表現すれば「おやすみタイマ」であり、例えば３０分～１時間程度の時間をかけて室内照明の照度をゆっくり低下させてフェードアウトに至らせる緩行調光動作の態様である。この動作態様を導入すると、人が不快に感じることを抑制しながら周囲の照度を低下させることができる。

　フェードアウトモードの後段の期間において、第２の光源2の光量が第１の光源1の光量よりも多くなるとは、例えば約３０分間に設定されたフェードアウトモード期間の後半の約１０分間程度において、第２の光源2の光量が第１の光源1のそれより多くなることを意味する。フェードアウトモードの後段の期間になると、第１および第２の光源1、2の光出力が相当に低下して暗くなってくるから、このようなときの照明の色温度を低くすると、人に落ち着き感ややすらぎ感を与えるとされるので、人の自然な就眠を促進したり、睡眠状態から覚醒してしまうことを抑制する効果を得ることができる。

　フェードアウトモード後段の期間は、フェードアウトモードの時間に比例して設定することとして、その時間を例えば全体の約１／３程度の時間に設定してもよいし、フェードアウトモードの時間の長短に関係なく一定時間、例えば１０分間程度としてもよい。

　第２の光源2の光量を第１の光源1のそれより多くする手段は、本実施形態において特段限定されない。例えば、フェードアウトモードの調光が後段の期間まで進んだときに、第１の光源1の光出力を、フェードアウトモードの終端に達するより以前、例えば後段の前半の時間で調光下限、例えば調光度１％にまで連続的に調光して低減させ、後段の後半の時間帯では調光下限一定に維持するか、第１の光源1を消灯させる。これに対して、第２の光源2の光出力を、後段の前半の期間では一定レベルに固定的に維持し、後半の期間に入ってからフェードアウトモードの終端までを調光して終端で調光下限に維持するか、第２の光源2を消灯させる。

　次に、図２を参照して説明する。図２は、第１および第２の光源1、2の３０分コースの場合のフェードアウトモードの時間と明るさの関係を示すグラフである。横軸の時間ｔ１はフェードアウトモードの開始時、時間ｔ２はフェードアウトモード後段の期間の開始時、ｔ３は後段の期間の前半および後半の境界時、ｔ４はフェードアウトモード後段の期間の終端時である。また、縦軸は、照明装置としての明るさを示し、その１００％のときには、第１および第２の光源1、2がそれぞれ均等に５０％の光出力を分担し、以後時間ｔ２まで同様の分担比率でそれぞれ直線的に光出力が減少していく。

　図２において、時間ｔ０からｔ１までの通常点灯の期間において、照明装置は、グラフＬに示すように、図においては１００％の明るさで出力一定の点灯状態であるが、この期間は使用者の好みに応じた明るさレベルに設定することができる。時間ｔ１以降は３０分間のフェードアウトモードに入る。照明装置がフェードアウトモードに入ると、第１および第２の光源1、2は、グラフＲに示すように、それぞれ同期して連続調光を行い、光出力が５０％から徐々に直線的に減少していく。そして、時間ｔ２になると、フェードアウトモードの１０分間からなる後段期間に達する。以上の間、照明装置の光出力は、混光により昼白色と電球色の中間に位置する温白色の光色を呈する。

　フェードアウトモードが時間ｔ２－ｔ４で示す後段の期間に入ると、第１の光源１は、図中長点線Ｒ１で示すように光出力の低減率が大きくなって前半の５分間で調光下限に達し、その後は終端まで調光下限を維持する。

　これに対して、第２の光源2は、フェードアウトモードが後段の期間に入ると、図中短点線Ｒ２で示すように時間ｔ２－ｔ３で示す前半の５分間では光出力の低減率が第１の光源のそれより小さな値に維持される。そして、時間ｔ３－ｔ４で示す後半の５分間になると、光出力の低減率が照明装置のそれと同じまで大きくなり、フェードアウトモードの終端時間ｔ４では、約１％の調光下限に達する。

　したがって、時間ｔ２－ｔ４で示すフェードアウトモード後段の期間における照明装置としての図において、Ｌのグラフが示す実線の光出力は、後段以前の期間における勾配と同じ勾配で調光下限まで低減し、以降は消灯される。しかしながら、フェードアウトモード後段の前半の期間における照明装置の光出力は、第２の光源２の光出力の混光比率が高くなるので、その色温度がそれ以前より低下し、後段の後半期間になると、さらに色温度が低下して第２の光源２の色温度に等しくなる。

　また、制御手段4は、第１および第２の光源1、2の発光を加法混光して所望の相関色温度の光色を得るための制御を容易にするために、マイコンおよびＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）などのディジタルデバイスを主体として構成することができる。なお、図１に示す実施形態においては、制御手段4は、マイコンを主体として構成されるとともに、リモコン信号RCSを受信可能に構成されている。リモコンを使用することにより、使用者の手元で遠隔制御により、または壁面に配設した操作部における操作により、所望の調色および調光を行うとともに、上述のフェードアウトモードなどの制御操作を容易に選択することができる。

　図１に示す実施形態において、符号IF1～IF4は、インターフェース回路であり、第１および第２の点灯回路要素の電流帰還インターフェースIF1、IF3と、同じく電圧帰還インターフェースIF2、IF4とである。また、符号DSG1は第１の点灯回路要素3aのスイッチング素子を駆動する駆動信号発生回路、符号DSG2は第２の点灯回路要素3bのスイッチング素子を駆動する駆動信号発生回路である。

　次に、リモコンを用いた遠隔制御について説明する。リモコンは、照明装置を離間した位置から遠隔的に制御する手段であり、その具体的な構成は特段限定されないが、リモコン操作器およびリモコン受信器からなる。また、リモコンは、一般的にはワイヤレス方式が採用されるが、所望によりワイヤード方式であってもよい。ワイヤレス方式の場合、赤外線を通信媒体とするのが一般的であるが、電波など既知の各種媒体を通信媒体とすることもできる。

　リモコン操作器は、例えば使用者の手元で第１および第２の光源1、2などを制御する手段であり、照明装置から離間した位置で操作される。また、調光の場合にそのレベルを使用者の好みに応じて調整可能に設定することができるとともに、フェードアウトモードを例えば「おやすみタイマ」と称して選択することができる。そのために、リモコン操作器は、例えば全光点灯スイッチ、調光点灯スイッチ、消灯スイッチおよびおやすみタイマなどの操作スイッチならびに調光レベルを変化させる際のアップスイッチおよびダウンスイッチなどを配設することができる。

　リモコン受信器は、制御手段4の一部を構成していて、照明装置側に配設され、リモコン操作器から送信された操作信号で変調された図１に示すリモコン信号RCSを受信してこれを復調し、制御手段4の本体部分に制御入力する。このため、リモコン受信器は、ワイヤレスの場合、少なくともその受信部が照明装置のリモコン信号を受信しやすい位置、例えば下面側に配置される。

　また、リモコン受信器は、所望により光色の切り換えが可能なように制御手段4を構成することができる。照明装置の光出力の色温度を所望値にワンタッチで選択したり、連続的に変化させて所望の光色になったときにその変化を停止させて選択したりすることができるように構成することもできる。

　補助灯5は、ＬＥＤからなる。ＬＥＤの発光色は第２の光源に近い色温度で点灯し、例えば暖色系の黄色である。したがって、フェードアウトモードに引き続いて点灯する際の光色差が少なくなり、違和感を生じない。

　補助灯点灯回路6は、第１および第２の光源1、2の点灯回路3に備えられている直流電源3cから直流電源を得て作動し、補助灯5を点灯させる。なお、図１中の符号DSG3は、補助灯点灯回路6のスイッチング素子に供給される駆動信号発生回路であり、制御手段4により制御される。

　さらに、制御手段４は、補助灯５の点灯について以下の制御を行う。すなわち、使用者の操作に基づいて都度点滅を選択的に制御する。また、フェードアウトモードにおいては、その終端時に補助灯５を引き続いて点灯させる。しかし、所望により補助灯５を点灯しないように切り換えることができるように構成してもよい。

第２の実施形態

　図３を参照して第２の実施形態を説明する。なお、図において、図２と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、フェードアウトモードにおける第１および第２の光源1、2の調光態様が第１の実施形態におけるそれと異なる。

　すなわち、フェードアウトモード後段の前半および後半の期間を通じて終端に至るまで第１および第２の光源1、2を継続して点灯させるが、その間常に第２の光源2の光量が第１の光源2のそれより多くなるように制御される。

　第２の実施形態においては、フェードアウトモードの全期間を通じて照明装置としての光出力の色温度に急な変化が生じない。すなわち、フェードアウトモード後段の期間において色温度が自然な感じで緩やかに低下する。

　次に、照明装置の実施形態について説明する。照明装置は、照明装置本体と、照明装置本体に配設された上述の実施形態の光源点灯装置とを具備している。上記において、照明装置は、第１および第２の光源を含む各種装置であることを許容する。照明装置本体は、照明装置から光源点灯装置を除外した残余の部分をいう。また、光源点灯装置は、以上説明した実施形態である。また、点灯回路は、照明装置本体から離間した位置に配設されていてもよい。

　本発明の実施形態によれば、室内の第１および第２の光源を備えた照明を調色時または調色および調光する際に、そのフェードアウトモード後段の期間には第２の光源の光量を第１のそれより多くすることにより、室内照明光の色温度が下がるので、人に認識されるような調色および調光の不連続性なく調色および調光を行うことができるという効果を得ることができる。

以上において幾つかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、単に例として示したもので、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実際、ここに於いて述べた新規な装置は種々の他の形態に具現化されてもよいし、さらに、本発明の主旨またはスピリットから逸脱することなくここに於いて述べた装置の形態における種々の省略、置き換えおよび変更を行ってもよい。付随する請求項およびそれらの均等物は、本発明の範囲および主旨またはスピリットに入るようにそのような形態もしくは変形を含むことを意図している。

Claims

　第１の光源と；
　第１の光源よりも色温度が低いとともに色温度が2500～3200Kである第２の光源と；
　第１および第２の光源をそれぞれ点灯する点灯回路と；
　第１および第２の光源を共に連続調光してフェードアウトするとともに前段および第２の光源の光量が第１の光源の光量より多くなるように点灯回路を制御する後段の期間を備えるフェードアウトモードを有する制御手段と；
を具備していることを特徴とする光源点灯装置。
　前記第１光源は、色温度が4600～5400Ｋであることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
　フェードアウトモードの実行後に第１の光源と比べて第２の光源に近い色温度で点灯する補助灯を具備していることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
　前記フェードアウト後段の前半の期間において、前記第１の光源はその光出力が、前記第２の光源より大きく低減されることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
　前記制御手段は、フェードアウトモード後段の前半および後半の期間を通じて終端に至るまで第１および第２の光源を継続して点灯させ、その間常に第２の光源の光量が第１の光源のそれより多くなるように制御することを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
　照明装置本体と；
　照明装置本体に配設された請求項１または５記載の光源点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。