(57)【要約】【課題】高効率の照明負荷器具を２線式の配線によって照明制御する。【解決手段】  電源からの交流電圧に、調光信号に基づくタイミングでパルスを重畳させて出力する調光制御装置１３と；前記電源に前記調光制御装置と共に直列接続されて前記電源からの交流電圧によって照明負荷を点灯させるものであって、前記調光制御装置からの交流電圧に含まれる前記パルスを検出し、前記パルスの検出タイミングに基づく時間を調光情報として、前記照明負荷を調光制御する照明負荷器具１４と；を具備したことを特徴とする。【選択図】図１
2010073658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの交流電圧に、調光信号に基づくタイミングでパルスを重畳させて出力する調光制御装置と；
前記電源に前記調光制御装置と共に直列接続されて前記電源からの交流電圧によって照明負荷を点灯させるものであって、前記調光制御装置からの交流電圧に含まれる前記パルスを検出し、前記パルスの検出タイミングに基づく時間を調光情報として、前記照明負荷を調光制御する照明負荷器具と；
を具備したことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
電源からの交流電圧に、調光信号に基づくレベルでパルスを重畳させて出力する調光制御装置と；
前記電源に前記調光制御装置と共に直列接続されて前記電源からの交流電圧によって照明負荷を点灯させるものであって、前記調光制御装置からの交流電圧に含まれる前記パルスを検出し、前記パルスのレベルに基づく時間を調光情報として、前記照明負荷を調光制御する照明負荷器具と；
を具備したことを特徴とする照明システム。
【請求項３】
前記照明負荷器具は、
前記調光情報を記憶する記憶部を有し、記憶した前記調光情報の平均値に基づいて前記照明負荷の調光を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記照明負荷器具は、
前記記憶部に記憶した前記調光情報の最大値及び最小値を除く平均値に基づいて前記照明負荷の調光を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明負荷を遠隔制御する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源、照明負荷器具及びコントローラが直列接続され、コントローラにより照明負荷器具に対して照明制御が行われる照明システムが採用されることがある。このような照明システムにおいては、２線式の配線を用いて照明負荷器具に電力が供給される。そして、コントローラが電源位相制御方式により照明負荷器具への供給電力を調整することで、調光制御が行われる。
【０００３】
即ち、２線式の配線を用いた照明システムにおいては、照明負荷器具への供給電力を直接スイッチ制御することから、コントローラ中のスイッチング素子の容量を大きくする必要があり、熱損失が大きくまたサイズが大型化するという欠点がある。
【０００４】
更に、２線式の配線を用いた照明システムにおける電源位相制御方式では、電源を急峻にオン，オフすることから、発生する電源ノイズが大きい。この電源ノイズを軽減する必要からコスト増、実装スペースの増大等の欠点がある。
【０００５】
また、スイッチング素子としてはトライアックが用いられることから、照明負荷器具は、電源位相と電流位相とが略一致するインピーダンス負荷となる構成や、スイッチング素子の導通を保持するために保持電流以上の電流が流れる構成とする必要がある。即ち、インピーダンスが大きい照明負荷器具（例えば電力が比較的小さいＬＥＤ照明器具等の高効率器具等）においては、器具の消費電流と比して比較的大きな保持電流を流す必要がある。このため、２線式の配線を用いた照明システムでは、使用可能な照明負荷器具に制約が生じる。
【０００６】
そこで、電源供給用の２線だけでなく、制御用の２線を追加した４線式の配線による照明システムが考えられる。４線式の配線による照明システムでは、電源に対して照明負荷器具とコントローラとが並列接続されており、照明負荷器具に供給する電力はスイッチ制御されない。
【特許文献１】特開２００７−１０９４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、既設の照明システムが２線式の配線を用いたものである場合には、４線式の配線とするために、新たな配線工事が必要となるという問題があった。
【０００８】
なお、特許文献１においては、電力線搬送によるデータ通信制御を採用して、室内照明を調光制御する室内照明システムが開示されている。しかしながら、この提案では、機器装置自体が複雑で高価となるという欠点を有する。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、高効率の照明負荷器具であっても２線式の配線によって照明制御することができる照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の照明システムは、電源からの交流電圧に、調光信号に基づくタイミングでパルスを重畳させて出力する調光制御装置と；前記電源に前記調光制御装置と共に直列接続されて前記電源からの交流電圧によって照明負荷を点灯させるものであって、前記調光制御装置からの交流電圧に含まれる前記パルスを検出し、前記パルスの検出タイミングに基づく時間を調光情報として、前記照明負荷を調光制御する照明負荷器具と；を具備したことを特徴とする。
【００１１】
「調光信号に基づくタイミング」とは、所望の調光度に対応する所定時間を意味し、この調光度と所定時間との対応関係は適宜設定することができる。例えば、交流電圧のゼロクロスからの時間（タイミング）と調光度との関係を定義しておいてもよい。
【００１２】
請求項２記載の照明システムは、電源からの交流電圧に、調光信号に基づくレベルでパルスを重畳させて出力する調光制御装置と；前記電源に前記調光制御装置と共に直列接続されて前記電源からの交流電圧によって照明負荷を点灯させるものであって、前記調光制御装置からの交流電圧に含まれる前記パルスを検出し、前記パルスのレベルに基づく時間を調光情報として、前記照明負荷を調光制御する照明負荷器具と；を具備したことを特徴とする。
【００１３】
「調光信号に基づくレベル」とは、所望の調光度に対応するパルスのレベルを意味し、例えば、調光度とパルス電圧の絶対値との対応関係又は調光度と交流電圧に対するパルス電圧の差との対応関係であってもよい。
【００１４】
請求項３記載の照明ステムは、前記照明負荷器具が、前記調光情報を記憶する記憶部を有し、記憶した前記調光情報の平均値に基づいて前記照明負荷の調光を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の照明システムは、前記照明負荷器具が、前記記憶部に記憶した前記調光情報の最大値及び最小値を除く平均値に基づいて前記照明負荷の調光を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高効率の照明負荷器具であっても２線式の配線によって照明制御することができる照明システムを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本実施の形態に係る照明システムを示すブロック図である。また、図２は図１中の調光制御装置１３の具体的な構成を示すブロック図であり、図３は図１中の照明負荷器具１４の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示す照明システムは、２線式の配線１２によって電源１１からの電力を照明負荷器具１４に供給するものである。電源１１と照明負荷器具１４との間には調光制御装置１３が設けられ、電源１１、調光制御装置１３及び照明負荷器具１４が配線１２によって直列に接続される。図３に示すように、照明負荷器具１４は、照明負荷１４ａが接続されて、照明負荷１４ａの調光制御が可能である。なお、照明負荷１４ａは照明負荷器具１４に内蔵されていることもある。
【００２０】
電源１１は、例えば交流１００Ｖ等の交流電源電圧を発生する。調光制御装置１３には、ユーザ操作に基づく調光信号が入力される。調光制御装置１３は、電源１１からの交流電圧に調光信号に基づくパルスを重畳させるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、電源１１からの交流電圧はゼロクロス検出回路１５に供給されて、ゼロクロス点が検出される。ゼロクロス点の検出結果は周期算出回路１６に供給される。周期算出回路１６は、ゼロクロス点の検出結果に基づいて交流電圧の周期を求める。タイミング算出回路１７にはユーザ操作に基づく調光信号が入力される。
【００２２】
タイミング算出回路１７は、交流電圧の周期と調光率とに基づいて、交流電圧にパルスを重畳するタイミングを算出する。例えば、タイミング算出回路１７は、交流電圧の半周期と調光率との積に応じた時間だけ、ゼロクロス点から遅延した時刻をパルスの重畳タイミングに決定する。タイミング算出回路１７からのタイミング信号はパルス重畳回路１８に供給される。パルス重畳回路１８は電源１１からの交流電圧に、タイミング算出回路１７が算出したタイミングでパルスを重畳して出力する。なお、パルス重畳回路１８は、交流電圧の半周期毎に１つ以上のパルスを重畳する。
【００２３】
パルス重畳回路１８は、重畳するパルスとして、例えば回路の他の部分への悪影響を考慮して、電圧降下パルスを採用する。なお、タイミング算出回路１７は、ゼロクロス点以外の基準点を基準にパルス重畳タイミングを決定してもよい。
【００２４】
図４及び図５は横軸に時間をとり縦軸に出力電圧をとって、調光制御装置１３の出力の波形を示す波形図である。図４の例は、調光制御装置１３によって交流電圧３１にパルスＰ１が付加されたことを示している。図４の例では、調光制御装置１３は、交流電圧３１のゼロクロス点Ｐ０から時間ｔだけ遅延したタイミングでパルスＰ１を発生させている。
【００２５】
また、タイミング算出回路１７は、調光信号に基づく時間を与える２つのタイミング信号を出力するようにしてもよい。例えば、タイミング算出回路１７は、交流電圧の半周期と調光率との積に応じた時間だけ前後したタイミングで２つのタイミング信号を出力する。この場合には、パルス重畳回路１８は、２つのタイミング信号で夫々パルスを発生する。図５はこの場合の例を示しており、調光制御装置１３は、交流電圧３１の任意のタイミングで、時間ｔだけ前後した２つのパルスＰ１，Ｐ２を発生させている。
【００２６】
図３に示すように、調光制御装置１３からのパルスが重畳された交流電圧は、照明負荷器具１４に供給される。照明負荷器具１４のパルス検出回路２１は、交流電圧に重畳されているパルスを検出する。パルス検出回路２１の検出結果は時間計測回路２２に供給される。時間計測回路２２は、パルスの検出タイミングに基づく時間を計測する。
【００２７】
例えば、交流電圧の半周期に１つのパルスのみが検出された場合には、時間計測回路２２は、ゼロクロスタイミングとパルスの検出タイミングとの時間を計測する。なお、この場合には、パルス検出回路２１は、ゼロクロス点も検出して、時間計測回路２２に出力するものとする。時間計測回路２２は求めた時間を調光情報として点灯制御回路２３に出力する。また、例えば、２つのパルスが検出された場合には、時間計測回路２２は、２つのパルスの検出タイミング間の時間を計測する。
【００２８】
点灯制御回路２３は、照明負荷１４ａの点灯を制御する。点灯制御回路２３は例えばＰＷＭ制御等によって照明負荷１４ａを調光制御する。この場合には、点灯制御回路２３は、時間計測回路２２からの時間の情報に基づいて調光制御を行う。
【００２９】
なお、時間計測回路２２は、求めた時間を記録する記憶部２２ａを備えていてもよい。この場合には、時間計測回路２２は、順次求めた時間を記憶部２２ａに記憶させ、記憶された複数の時間の平均を求めて、平均の時間を調光情報として点灯制御回路２３に出力するようにしてもよい。また、時間計測回路２２は、記憶した複数の時間のうち最大値と最小値を除く時間について平均を求めて、求めた平均の時間を調光情報としてもよい。
【００３０】
このように時間の平均を求めることにより、電源ノイズ等によりパルスの重畳タイミングがずれた場合でも、安定した調光制御が可能となる。
【００３１】
次に、このように構成された実施の形態の動作について説明する。
【００３２】
電源１１からは交流電圧が２線式の配線１２を介して照明負荷器具１４に供給される。調光制御装置１３は、ユーザ操作に基づく調光信号が入力され、調光信号に基づくタイミングで、パルスを交流電圧に重畳させる。パルスの重畳タイミングは、交流電圧のゼロクロス点等の基準点からの時間又は２つのパルスの重畳時刻の差の時間を調光率に応じたものとすることで決定される。
【００３３】
こうして、調光制御装置１３からは、例えば図４，図５等に示すように、パルスが重畳された交流電圧が照明負荷器具１４に供給される。
【００３４】
照明負荷器具１４のパルス検出回路２１は、交流電圧に重畳されたパルスを検出する。時間計測回路２２は、交流電圧のゼロクロス点等の基準点からパルスまでの時間又は２つのパルス間の時間を求めて、時間の情報を調光情報として点灯制御回路２３に出力する。点灯制御回路２３は、時間の情報に基づいて照明負荷１４ａの調光制御を行う。
【００３５】
このように本実施の形態においては、２線式の配線に流れる交流電圧に、調光率に応じたタイミングでパルスを重畳し、照明負荷器具側で、パルスを検出することで調光率の情報を取得し、これにより、照明負荷の調光制御を可能にしている。調光制御に４線式の配線は不要であり、新たな配線工事を必要とすることなく既設の２線式配線のみを利用して照明負荷の調光制御が可能である。本実施の形態においては、調光制御のために電源電圧をスイッチングする必要がないので、インピーダンスが大きい高効率の照明負荷、例えば、ＬＥＤ照明器具等にも適用可能である。
【００３６】
なお、図４及び図５においては、パルス重畳回路が重畳するパルスとして電圧降下パルスを示したが、電圧が降下するものに限らず、時間を計測可能であれば適宜のパルスを重畳可能である。
【００３７】
図６は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。また、図７は図６中の調光制御装置４１の具体的な構成を示すブロック図であり、図８は図６中の照明負荷器具４２の具体的な構成を示すブロック図である。図６乃至図８において図１乃至図３と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第１の実施の形態においては、交流電圧に重畳するパルスのタイミングに基づく時間によって調光率の情報を伝送した。本実施の形態は、交流電圧に重畳するパルスのレベルによって調光率の情報を伝送するものである。
【００３９】
図６に示す照明システムは、２線式の配線１２によって電源１１からの電力を照明負荷器具４２に供給するものである。電源１１と照明負荷器具４２との間には調光制御装置４１が設けられ、電源１１、調光制御装置４１及び照明負荷器具４２が配線１２によって直列に接続される。図６に示すように、照明負荷器具４２は、照明負荷１４ａが接続されて、照明負荷１４ａの調光制御が可能である。なお、照明負荷１４ａは照明負荷器具４２に内蔵されていることもある。調光制御装置４１には、ユーザ操作に基づく調光信号が入力される。調光制御装置４１は、電源１１からの交流電圧に調光信号に基づくレベルのパルスを重畳させるようになっている。
【００４０】
図７に示すように、パルスレベル算出回路４４にはユーザ操作に基づく調光信号が入力される。パルスレベル算出回路４４は、調光信号に基づいて、交流電圧に重畳するパルスのレベルを算出する。例えば、パルスレベル算出回路４４は、調光信号に比例したレベルを求める。パルスレベル算出回路４４からのレベル信号はパルス重畳回路１８に供給される。パルス重畳回路１８は電源１１からの交流電圧に、パルスレベル算出回路４４が算出したレベルのパルスを重畳して出力する。
【００４１】
図９は横軸に時間をとり縦軸に出力電圧をとって、調光制御装置４１の出力の波形を示す波形図である。図９の例は、調光制御装置４１によって交流電圧３１にパルスＰ１が付加されたことを示している。図９の例では、調光制御装置４１は、交流電圧３１に振幅がΔのパルスＰ１を発生させている。
【００４２】
図８に示すように、調光制御装置４１からのパルスが重畳された交流電圧は、照明負荷器具４２に供給される。照明負荷器具４２のパルス検出回路２１は、交流電圧に重畳されているパルスを検出する。パルス検出回路２１の検出結果はレベル判定回路４５に供給される。レベル判定回路４５は、検出されたパルスのレベルを求める。レベル判定回路４５は、パルスレベルの判定結果を調光情報として点灯制御回路２３に出力する。
【００４３】
なお、レベル判定回路４５は、求めたレベルを記録する記憶部４５ａを備えていてもよい。この場合には、レベル判定回路４５は、順次求めたレベルを記憶部４５ａに記憶させ、記憶された複数のレベルの平均を求めて、平均のレベルを調光情報として点灯制御回路２３に出力するようにしてもよい。また、レベル判定回路４５は、記憶した複数のレベルのうち最大値と最小値を除くレベルについて平均を求めて、求めた平均のレベルを調光情報としてもよい。
【００４４】
次に、このように構成された実施の形態の動作について説明する。
【００４５】
電源１１からは交流電圧が２線式の配線１２を介して照明負荷器具４２に供給される。調光制御装置４１は、ユーザ操作に基づく調光信号が入力され、調光信号に基づくレベルのパルスを交流電圧に重畳させる。調光制御装置４１からは、例えば図９等に示すように、パルスが重畳された交流電圧が照明負荷器具４２に供給される。
【００４６】
照明負荷器具４２のパルス検出回路２１は、交流電圧に重畳されたパルスを検出する。レベル判定回路４５は、交流電圧に重畳されたパルスのレベルを求め、求めたレベルを調光情報として点灯制御回路２３に出力する。点灯制御回路２３は、レベルの情報に基づいて照明負荷１４ａの調光制御を行う。
【００４７】
このように本実施の形態においては、２線式の配線に流れる交流電圧に、調光率に応じたレベルのパルスを重畳し、照明負荷器具側で、パルスを検出してレベルを求めることで調光率の情報を取得して、照明負荷の調光制御を可能にしている。これにより、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態に係る照明システムを示すブロック図。
【図２】図１中の調光制御装置１３の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】図１中の照明負荷器具１４の具体的な構成を示すブロック図。
【図４】横軸に時間をとり縦軸に出力電圧をとって、調光制御装置１３の出力の波形を示す波形図。
【図５】横軸に時間をとり縦軸に出力電圧をとって、調光制御装置１３の出力の波形を示す波形図。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図７】図６中の調光制御装置４１の具体的な構成を示すブロック図。
【図８】図６中の照明負荷器具４２の具体的な構成を示すブロック図。
【図９】横軸に時間をとり縦軸に出力電圧をとって、調光制御装置４１の出力の波形を示す波形図。
【符号の説明】
【００４９】
１１…電源
１２…配線
１３…調光制御装置
１４…照明負荷器具
１４ａ…照明器具
１７…タイミング算出回路
１８…パルス重畳回路
２１…パルス検出回路
２２…時間計測回路
２３…点灯制御回路
【図１】
2010073658.tif 000003
【図２】
2010073658.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010073658.tif 000008
【図７】
2010073658.tif 000009
【図８】
2010073658.tif 000010
【図９】
2010073658.tif 000011