(57)【要約】【課題】交流電力で動作可能であり、系統電源からの交流電力が停止しても照明装置が動作し、系統電源と電圧、周波数、位相の調整が不要である照明システムを提供する。【解決手段】照明システムは、照明器具３０と通信装置２０とを備える。照明器具３０は、系統電源１０から交流電力が供給される給電線Ｌ１と、通信装置２０から直流電力が供給される通信線Ｌ２とに接続される。照明装置は、光源３１と、光源３１を点灯させる点灯装置３２と、光源３１の点灯状態を制御する制御部３３とを備える。点灯装置３２は、給電線Ｌ１を通して系統電源１０から供給される交流電力と、通信線Ｌ２を通して通信装置２０から供給される直流電力との両方から受電可能に構成される。制御部３３は、通信線Ｌ２を通して通信装置２０から指示される指示情報に従って光源３１の点灯状態を制御し、かつ通信線Ｌ２を通して通信装置２０から供給される直流電力を受電する。【選択図】図１
2014130762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源から給電される給電線に接続された照明装置と、
前記系統電源とは別系統である独立電源から給電される通信装置とを備え、
前記通信装置は、通信線を通して直流電力を供給する機能を有し、
前記照明装置は、光源と、前記光源を点灯させる点灯装置と、前記光源の点灯状態を制御する制御部とを備え、
前記点灯装置は、前記給電線を通して前記系統電源から供給される交流電力と、前記通信線を通して前記通信装置から供給される直流電力との両方から受電可能であり、
前記制御部は、前記通信線を通して前記通信装置から指示される指示情報に従って前記光源の点灯状態を制御し、かつ前記通信線を通して前記通信装置から供給される直流電力を受電する機能を有する
照明システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記光源の点灯状態を制御して可視光通信を行う機能を有し、
前記通信装置は、可視光通信により伝送するデータを前記指示情報に含めて前記制御部に伝送する
請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
前記通信装置は、前記系統電源から前記給電線への交流電力の供給が停止した場合に、前記通信線を通して前記点灯装置および前記制御部に直流電力を供給し、前記指示情報により、前記光源の点灯または消灯を指示し、かつ可視光通信を行う機能を有効にするように指示する
請求項２記載の照明システム。
【請求項４】
光源と、
前記光源を点灯させる点灯装置と、
前記光源の点灯状態を制御する制御部とを備え、
前記点灯装置は、給電線を通して系統電源から供給される交流電力と、前記系統電源とは別系統である独立電源から給電される通信装置から通信線を通して供給される直流電力との両方から受電可能であり、
前記制御部は、前記通信線を通して前記通信装置から指示される指示情報に従って前記光源の点灯状態を制御し、かつ前記通信線を通して前記通信装置から供給される直流電力を受電する機能を有する
照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統電源からの給電が停止しても照明装置を使用できる照明システム、およびこの照明システムに用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、系統電源からの給電が停止しても負荷に給電することを可能とすることを目的とする技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、系統電源（商用交流電源）からの交流電力の供給が停止した場合でも情報通信機器などが動作を継続して行えるように、バッテリユニットを備えた電源供給装置が記載されている。この電源供給装置は、系統電源から直流電力を生成して直流給電路に直流電力を供給する電力変換ユニットと、直流給電路に電力を供給するバッテリユニットと、バッテリユニットを充電する発電手段とを備えている。
【０００３】
この電源供給装置は、発電手段が発電している間には、主として発電手段の電力を用いて、直流給電路に接続された電気負荷（直流系機能ユニット）に直流電力を供給し、この間にバッテリユニットの充電を行う。また、この電源供給装置は、発電手段の電力が低下すると、主としてバッテリユニットの電力を用いて、直流給電路に接続された電気負荷に直流電力を供給している。なお、特許文献１には、系統電源から交流電力の供給が停止した場合でも、バッテリユニットから直流給電路に直流電力を供給できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された発明は、直流電力で動作する電気負荷に電力を供給するように構成されており、交流電力で動作する電気負荷には適用することができない。また、蓄電池の電力を交流に変換することによって、系統電源からの交流電力の供給が停止した場合に、交流電力で動作する電気負荷にも給電する技術が知られているが、系統電源と電圧、周波数、位相を調整する必要があるから、コスト増になりやすい。
【０００６】
本発明は、交流電力で動作する照明装置を用い、系統電源からの交流電力が停止した場合でも照明装置の少なくとも一部の機能を動作させ、しかも、系統電源と電圧、周波数、位相を調整する必要がない照明システムを提供することを目的し、さらにこの照明システムに用いる照明装置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】
【０００７】
本発明に係る照明システムは、系統電源から給電される給電線に接続された照明装置と、前記系統電源とは別系統である独立電源から給電される通信装置とを備え、前記通信装置は、通信線を通して直流電力を供給する機能を有し、前記照明装置は、光源と、前記光源を点灯させる点灯装置と、前記光源の点灯状態を制御する制御部とを備え、前記点灯装置は、前記給電線を通して前記系統電源から供給される交流電力と、前記通信線を通して前記通信装置から供給される直流電力との両方から受電可能であり、前記制御部は、前記通信線を通して前記通信装置から指示される指示情報に従って前記光源の点灯状態を制御し、かつ前記通信線を通して前記通信装置から供給される直流電力を受電する機能を有することを特徴とする。
【０００８】
この照明システムにおいて、前記制御部は、前記光源の点灯状態を制御して可視光通信を行う機能を有し、前記通信装置は、可視光通信により伝送するデータを前記指示情報に含めて前記制御部に伝送することが好ましい。
【０００９】
この照明システムにおいて、前記通信装置は、前記系統電源から前記給電線への交流電力の供給が停止した場合に、前記通信線を通して前記点灯装置および前記制御部に直流電力を供給し、前記指示情報により、前記光源の点灯または消灯を指示し、かつ可視光通信を行う機能を有効にするように指示することがさらに好ましい。
【００１０】
本発明に係る照明装置は、光源と、前記光源を点灯させる点灯装置と、前記光源の点灯状態を制御する制御部とを備え、前記点灯装置は、給電線を通して系統電源から供給される交流電力と、前記系統電源とは別系統である独立電源から給電される通信装置から通信線を通して供給される直流電力との両方から受電可能であり、前記制御部は、前記通信線を通して前記通信装置から指示される指示情報に従って前記光源の点灯状態を制御し、かつ前記通信線を通して前記通信装置から供給される直流電力を受電する機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成によれば、照明装置が、給電線を通して系統電源から供給される交流電力と、通信線を通して通信装置から供給される直流電力との両方から受電可能である点灯装置と、通信線を通して通信装置から指示される指示情報に従って光源の点灯状態を制御し、かつ通信線を通して通信装置から供給される直流電力を受電する機能を有する制御部とを備えているから、照明装置は、系統電源から交流電力が供給されていれば、交流電力で動作し、系統電源からの交流電力が停止した場合でも照明装置の少なくとも一部の機能は動作する。しかも、通信装置から供給される直流電力は系統電源とは別系統である独立電源から供給されており、給電線と通信線とは電気的に分離されているから、系統電源と電圧、周波数、位相を調整する必要がなく、通信装置から直流電力を供給する電源回路は、比較的簡単な構成になり、比較的低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同上の他の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態において、照明装置は、図１に示すように、光源３１と、光源３１に給電する点灯装置３２と、光源３１の点灯状態を制御する制御部３３とを器具本体３４に設けた照明器具３０を構成している。ただし、本実施形態で説明する技術は、点灯装置３２と制御部３３との一方あるいは両方が器具本体３４とは別に設けられた照明装置であっても適用可能である。
【００１４】
照明器具３０は、系統電源１０から給電される給電線Ｌ１に接続される。系統電源１０は、電力会社のような電気事業者が配電線Ｌ０を通して供給する交流電源を意味する。図１には示していないが、配電線Ｌ０と給電線Ｌ１との間には分電盤が設けられる。給電線Ｌ１には少なくとも１台の照明器具３０が接続される。
【００１５】
光源３１は、発光ダイオード、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）のように、入力電流の変化に迅速に応答して光出力が変化する発光素子を用いることが望ましい。ただし、白熱電球あるいは蛍光ランプなどを光源３１に採用することも可能である。また、光源３１は、白熱電球、蛍光ランプ、発光素子から複数種類を選択し、選択した光源３１を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
点灯装置３２は、交流電力と直流電力との両方から受電可能に構成されている。複数の照明器具３０を設けている場合、いずれかの照明器具３０が点灯装置３２が交流電力と直流電力との両方から受電可能であればよく、交流電力と直流電力との両方を受電可能な点灯装置３２は、一部の照明器具３０のみが備えていてもよい。
【００１７】
点灯装置３２は、交流電力を受電する回路と直流電力を受電する回路とが個別に設けられた構成を採用する。ただし、照明器具３０が、力率改善用のチョッパ回路と電力変換用のＤＣ／ＤＣ変換回路あるいはＤＣ／ＡＣ変換回路とを備えている場合には、チョッパ回路の入力側あるいは出力側に、直流電力を受電するための接続部を設けるだけで、点灯装置３２として機能させることが可能である。また、光源３１が発光ダイオードやＯＬＥＤである場合、点灯装置３２は、整流回路とＤＣ／ＤＣ変換回路とを含むから、ＤＣ／ＤＣ変換回路の入力側あるいは出力側に、直流電力を受電するための接続部が設けられる。
【００１８】
制御部３３は、点灯装置３２を制御することにより、光源３１の点灯状態を変化させる機能を有する。制御部３３により制御可能な光源３１の点灯状態は、点灯および消灯、光出力を変化させる調光、光色を変化させる調色などから選択される。
【００１９】
制御部３３は、通信機能を有し、照明器具３０とは別に設けられた通信装置２０と通信線Ｌ２を通して通信する。制御部３３は、通信装置２０と通信することにより、通信装置２０に対して照明器具３０の点灯状態を通知し、通信装置２０から制御すべき点灯状態が指示される。なお、通信装置２０および制御部３３は、少なくとも通信装置２０から制御部３３に対して点灯状態を指示する指示情報を送信できる構成であればよい。
【００２０】
通信装置２０と照明器具３０とは通信線Ｌ２を介して接続され、通信装置２０と照明器具３０により照明システムが構成される。
【００２１】
複数台の照明器具３０と１台の通信装置２０とが通信する場合、通信線Ｌ２がバス型トポロジまたはスター型トポロジとなるように、通信装置２０と照明器具３０とが接続される。図示例は、スター型トポロジが採用されている。この構成では、通信装置２０は、通信相手とする照明器具３０に接続された通信線Ｌ２を選択するだけで、特定の照明器具３０との通信が可能になるから、個々の照明器具３０を識別するための識別情報を用いる必要がない。一方、バス型トポロジを採用する場合、照明器具３０を識別する識別情報が必要であるが、通信線Ｌ２の配線はスター型トポロジより簡単になる。
【００２２】
ところで、通信装置２０は、制御部３３に点灯状態を指示するための指示情報を送信するだけではなく、通信線Ｌ２を通して照明器具３０に直流電力を供給する機能も有している。この通信装置２０は、系統電源１０とは別系統である独立電源（図示せず）から給電され、照明器具３０の少なくとも一部の機能の動作に必要な直流電力を供給する。
【００２３】
独立電源は、蓄電装置、蓄電池を搭載した電動車両、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池、ガスエンジンを備えるコージェネレーション装置などから選択される。このような独立電源は、系統電源１０からの電力供給が停止しても自立して電力を供給することが可能である。
【００２４】
通信装置２０から照明器具３０に直流電力を供給するために、通信線Ｌ２は、通信と給電とを１本の通信ケーブルで行う規格に適合した構成が採用される。この種の規格は、たとえば、ＰｏＥ（Power over Ethernet；Ethernetは登録商標）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＰｏＦ（Power over Fiber）が知られている。この種の通信線Ｌ２は、通信に用いる線路と電力供給に用いる線路とが分離されている構成と、通信に用いる線路と電力供給に用いる線路とが共用されている構成とが知られている。通信に用いる線路と電力供給に用いる線路とが共用されている場合、指示情報を伝送する信号は通信線Ｌ２の線間電圧に重畳される。
【００２５】
照明器具３０において、制御部３３は通信装置２０から供給される直流電力を受電して動作する。また、点灯装置３２は、系統電源１０から交流電力が供給されている期間には系統電源１０から受電して動作し、系統電源１０からの交流電力が停止している期間には通信装置２０から直流電力を受電して動作する。
【００２６】
したがって、停電あるいはブレーカの遮断によって系統電源１０から照明器具３０への交流電力の供給が停止しても、通信装置２０からの直流電力により照明器具３０の少なくとも一部の機能を動作させることが可能になる。すなわち、通信装置２０は、系統電源２０からの給電が停止した際のバックアップ電源としての機能を有する。なお、制御部３３は、点灯装置３２と同様に、系統電源１０から交流電力が供給されている期間には系統電源１０から受電して動作するように構成してもよい。
【００２７】
制御部３３は、系統電源１０から交流電力が供給されている期間と、系統電源１０から交流電力が供給されない期間とで、光源３１の点灯状態を変化させてもよい。たとえば、照明器具３０が系統電源１０から交流電力を受電できない期間には、制御部３３は、交流電力を受電できる期間よりも光源３１からの光出力を低減させるように調光してもよい。これは、独立電源から供給可能な最大電流は系統電源１０に比べて小さく、さらに、独立電源が蓄電池を電源にしている場合には供給可能な電力量が限られるからである。
【００２８】
上述したように、照明器具３０は、系統電源１０から電力を受電していない場合でも通信線Ｌ２を通して独立電源が通信装置２０を通して供給する直流電力を受電するから、少なくとも一部の機能を動作させることが可能である。また、この期間においても、制御部３３と通信装置２０との間の通信は可能であるから、通信装置２０からの指示に基づく動作が可能になる。
【００２９】
たとえば、系統電源１０から受電できない停電時に、複数の照明器具３０のうちの一部だけを点灯させ、かつ系統電源１０から受電している期間よりも光源３１の光出力を低出力とすれば、誘導灯あるいは非常灯のように利用することが可能になる。このような動作を可能にするために、通信装置２０は、照明器具３０と通信することにより、照明器具３０が系統電源１０から受電しているか否かを検出する機能を備えていることが望ましい。あるいはまた、通信装置２０は、給電線Ｌ１への給電状態を監視する電流センサの出力を監視することにより、系統電源１０から給電線Ｌ１に交流電力が供給されているか否かを検出してもよい。
【００３０】
すなわち、通信装置２０は、系統電源１０から給電線Ｌ１への交流電力の供給が停止した場合に、通信線Ｌ２を通して点灯装置３２および制御部３３に直流電力を供給する。さらに、通信装置２０は、通信線Ｌ２を通して制御部３３に指示情報を送信し、光源３１の点灯または消灯を指示する。また、通信装置２０は、光源３１の点灯を指示した照明器具３０について、調光あるいは調色を指示してもよい。
【００３１】
上述した照明システムは、給電線Ｌ１と通信線Ｌ２との両方から照明器具３０に給電可能である。また、給電線Ｌ１と通信線Ｌ２とが電気的に分離されているから、通信装置２０は、系統電源１０の電圧、周波数、位相に影響を与えることなく照明器具３０への給電を行うことができる。すなわち、分散電源を用いて系統連系を行う場合のように系統電源１０との間で電圧、周波数、位相を調節する必要がなく、系統電源１０に依存せずに自立して照明器具３０に給電する電源の導入が容易になる。しかも、通信装置２０は、系統電源１０と連系させる必要がないから、電圧、周波数、位相を系統電源１０に合わせるための調節用の回路が不要であって、回路構成が簡単になるから低価格で提供することが可能になる。
【００３２】
図１に示す照明システムは、照明器具３０において系統電源１０からの交流電力が使用できない場合でも、通信装置２０から照明器具３０に直流電力を供給し、かつ通信装置２０と照明器具３０との通信を可能にしている。したがって、系統電源１０からの交流電力が停止しても、照明器具３０は少なくとも一部の機能が動作するように構成されている。
【００３３】
ところで、光源３１からの光出力を、人の眼では知覚されない程度の周波数で変化させた光信号を用いてデータを伝送する可視光通信の技術が知られている。図２に示す構成例は、光源３１からの光が到達する範囲内に配置された端末装置４０との間の可視光通信を可能にする照明器具３０を例示している。また、図示する照明器具３０は、端末装置４０との間で双方向に通信を行う構成例を示している。ただし、可視光通信の技術は周知であるからここでは詳述しない。
【００３４】
この端末装置４０は、照明器具３０との間で可視光通信を行うために、光の投光と受光とを可能にする投受光部（図示せず）を備える。なお、照明器具３０と端末装置４０との間の通信が双方向であることは必須ではなく、照明器具３０から端末装置４０に向かってのみ通信を可能にする構成と、端末装置４０から照明器具３０に向かってのみ通信を可能にする構成とのいずれかを採用してもよい。
【００３５】
照明器具３０から端末装置４０に向かって通信を行う場合、通信装置２０は、制御部３３に対して可視光通信の機能を有効にするための指示情報を与え、端末装置４０に伝送するデータを制御部３３に伝送する。すなわち、図２に示す構成例において、通信装置２０は、光源３１の点灯状態のひとつとして、可視光通信の機能を有効にすることを制御部３３に指示する。
【００３６】
制御部３３は、通信装置２０から可視光通信の機能を有効にする指示を受けると、その後、通信装置２０から受け取ったデータに従って光源３１の光出力を変化させ、当該データにより変調された光信号を光源３１から送信させる。端末装置４０は、光源３１から送信された光信号を受信する。
【００３７】
図２に示す照明器具３０は、端末装置４０との間で双方向に通信するから、端末装置４０が送信する光信号を受信するための受光部３５を備える。受光部３５は、フォトダイオード、フォトトランジスタのような受光素子を備える。受光部３５が端末装置４０から受信した光信号に対応する電気信号は信号処理部３６に入力され、信号処理部３６は光信号に含まれるデータを抽出してデータの内容に応じた指示を制御部３３に与える。受光部３５および信号処理部３６は、少なくとも系統電源１０から給電線Ｌ１に交流電力が供給されていない期間には、通信装置２０からの直流電力を受電して動作する。
【００３８】
ここに、端末装置４０から受光部３５に向かって送信される光信号は、必ずしも可視光領域でなくてもよく、赤外光を用いることが可能である。また、端末装置４０から照明器具３０に向かって伝送されるデータは、電波を伝送媒体に用いることも可能である。
【００３９】
受光部３５が受信する光信号に含まれるデータは、光源３１の点灯状態を指示する情報あるいは通信装置２０に伝送する情報を含む。したがって、信号処理部３６は、制御部３３に対して光源３１の点灯状態を指示するか、あるいは抽出したデータを通信装置２０に伝送するように制御部３３に指示を与える。この動作は一例であって、受光部３５が受信する光信号は、光源３１の点灯状態に関するデータを含まないようにしてもよい。
【００４０】
上述のように、照明器具３０は、通信装置２０から可視光通信の機能を有効にする指示を受けると、通信装置２０から受け取ったデータを含む光信号を光源３１から送出させ、端末装置４０から送信された光信号を受光部３５で受信する。また、端末装置４０から受信した光信号は、通信装置２０に伝送するデータを含む場合、制御部３３から通信線Ｌ２を通して通信装置２０に伝送され、光源３１の点灯状態を指示するデータを含む場合、データの内容に応じて制御部３３が点灯装置３２を制御する。通信装置２０は、照明器具３０と端末装置４０との間の可視光通信が不要になれば、可視光通信の機能を無効にするように制御部３３に指示情報を伝送する。
【００４１】
図２に示す照明システムにおいて、系統電源１０からの交流電力が供給されていない期間に、制御部３３は、通信装置２０からの指示により光源３１を点灯させるか消灯させるかを選択する。光源３１を点灯させる場合、独立電源を電源とする通信装置２０から供給される直流電力を用い、制御部３３は、光源３１を点灯させるだけではなく、可視光通信の機能を有効にする。
【００４２】
なお、系統電源１０からの交流電源が供給されていない期間において、通信装置２０は、光源３１を消灯させるように制御部３３に指示し、かつ可視光通信の機能は有効にするように指示してもよい。この場合、照明器具３０は照明を行う目的では使用できないが通信機能は残される。
【００４３】
以上説明したように、図２に示す照明システムは、停電時やブレーカの遮断時に、独立電源から通信装置２０を通して供給される直流電力を受電することにより、照明を行う動作と可視光通信を行う動作とのうち、少なくとも可視光通信を行う。つまり、独立電源から供給される限られた電力を用いて、可視光通信の機能を維持することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  系統電源
２０  通信装置
３０  照明器具（照明装置）
３１  光源
３２  点灯装置
３３  制御部
Ｌ１  給電線
Ｌ２  通信線
【図１】
2014130762.tif 000003
【図２】
2014130762.tif 000004