(57)【要約】本発明の一具現化例にあって、調光システム及び調光方法が説明されている。前記調光システムは、ガス放電ランプを作動するために、交流ＡＣ電流半周期を有するＡＣ電力をガス放電ランプに供給する。前記ガス放電ランプに供給される前記ＡＣ電流半周期は、異なる振幅の第１波形及び第２波形の間で切り換えられる。スイッチングの発生されるタイムポイントを可変することにより、前記ガス放電ランプの照度は、前記ガス放電ランプの無段階調光を達成することで可変される。
2013532347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギー源及びガス放電ランプを相互に結合する制御モジュールであって、前記電気エネルギー源は、前記制御モジュールによってガス放電ランプに供給される交流ＡＣ電流半周期を有するＡＣ電力を提供し、前記制御モジュールが一タイムポイントにて第１波形及び第２波形の間でガス放電ランプに供給されるＡＣ電流半周期をスイッチングし、ここで第１波形の振幅は、第２波形の振幅と異なり、ガス放電ランプが作動している間、各ＡＣ電流半周期内の前記タイムポイントは、ガス放電ランプの照度を決定する制御モジュールと、
前記制御モジュールに制御信号を供給するための調光モジュールであって、各ＡＣ電流半周期内の前記タイムポイントは、前記ガス放電ランプの照度を可変する前記制御信号によって変動可能とされる、調光モジュールと、
を備える調光システム。
【請求項２】
前記制御モジュールは、誘導回路を備えてなり、電気エネルギー源によって供給可能なＡＣ電力の各ＡＣ電流半周期は、第２波形を有し、前記誘導回路は第１波形を定義する請求項１記載の調光システム。
【請求項３】
前記誘導回路は少なくとも一つのインダクタを備える請求項２記載の調光システム。
【請求項４】
前記制御モジュールは、前記誘導回路に並列に接続されるスイッチをさらに備え、前記調光モジュールによって提供される制御信号によって操作される前記スイッチは第１波形と第２波形の間の各ＡＣ電流半周期をスイッチングする請求項２記載の調光システム。
【請求項５】
前記スイッチは、トライアック及びリレーのいずれか一つである請求項４記載の調光システム。
【請求項６】
各ＡＣ電流半周期は第１波形で始まるが、第１波形の振幅は第２波形の振幅より小さい、請求項１記載の調光システム。
【請求項７】
前記ＡＣ電力はさらに交流ＡＣ電圧半周期を有し、前記ＡＣ電流半周期と前記ＡＣ電圧半周期の間の位相差が予め定義されており、前記各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントが前記位相差を参照して決定されてなる、請求項１記載の調光システム。
【請求項８】
前記調光モジュールは、前記制御信号を提供するためのマイクロプロセッサを備える請求項１記載の調光システム。
【請求項９】
前記調光モジュールは、
前記マイクロプロセッサと信号通信をするパッシブ赤外線（ＰＩＲ）回路を備え、
前記ＰＩＲ回路は、動き及び存在の検出の少なくとも一つのためのＰＩＲであり、
前記マイクロプロセッサは、制御機能に基づいて、さらに前記ＰＩＲ回路によって検出された動き及び存在検知の少なくとも一つに反応してガス放電ランプの照度を制御する、請求項８記載の調光システム。
【請求項１０】
前記ＰＩＲ回路は、熱−電気変換器と、前記熱−電気変換器に結合される増幅ステージとを備える、請求項９記載の調光システム。
【請求項１１】
前記調光モジュールは、
インターフェースを備え、
各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは、操作されるインターフェースに反応する制御信号によって可変される、請求項１記載の調光システム。
【請求項１２】
前記インターフェースは、デジタルインターフェース及び電気−機械インターフェースの一つである請求項９記載の調光システム。
【請求項１３】
前記ガス放電ランプは、安定器を備える請求項１記載の調光システム。
【請求項１４】
前記ガス放電ランプの照度は前記制御モジュールによって上限照度と下限照度との間で変動可能とされ、前記照度は前記タイムポイントが各ＡＣ電流半周期のスタートに向けて実質的にバイアスされると実質的に上限となり、さらに前記照度は前記タイムポイントが各ＡＣ電流半周期のピークに向けて実質的にバイアスされると実質的に下限となる、請求項１記載の調光システム。
【請求項１５】
前記調光モジュールは、
周囲環境の光強度を、周囲環境の光レベルが決定可能とされる、周囲環境の光信号に変換するための周囲環境光変換器であり、前記ガス放電ランプの照度は前記周囲環境の光レベルの一つの機能である、請求項１記載の調光システム。
【請求項１６】
前記ガス放電ランプは、蛍光ランプ及び高圧ランプのいずれか一つである請求項１記載の調光システム。
【請求項１７】
ガス放電ランプを作動するために前記ガス放電ランプに電気エネルギー源によって供給可能なＡＣ電力を供給することであって、前記ＡＣ電力は制御モジュールによって送電され、前記送電されたＡＣ電力は交流ＡＣ電流半周期を有している、ＡＣ電力供給ステップと、
前記制御モジュールによるタイムポイントにて第１波形と第２波形の間でガス放電ランプに給電されるＡＣ電流半周期をスイッチングすることであり、前記第１波形の振幅は前記第２波形の振幅と異なり、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは、ガス放電ランプが作動されている間にガス放電ランプの照度を決定することである、スイッチングステップと、
ガス放電ランプの照度をそれによって変化するために、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントを変化することであり、前記タイムポイントは調光モジュールによって制御モジュールに供給可能な制御信号によって決定される、変化ステップとを備える調光方法。
【請求項１８】
前記制御モジュールは、誘導回路を備えてなり、電気エネルギー源によって供給可能なＡＣ電力の各ＡＣ電流半周期は、第２波形を有し、前記誘導回路は第１波形を定義する請求項１７記載の調光方法。
【請求項１９】
前記制御モジュールは、
前記誘導回路に並列に接続されるスイッチであり、前記第１波形と前記第２波形の間で各ＡＣ電流半周期を切り換えるために、前記調光モジュールによって供給可能な制御信号によって操作可能な前記スイッチを備える、請求項１８記載の調光方法。
【請求項２０】
各ＡＣ電流半周期は第１波形で始まるが、前記第１波形の振幅は第２波形の振幅よりも小さい、請求項１７記載の調光方法。
【請求項２１】
前記ＡＣ電力はさらに交流ＡＣ電圧半周期を有し、前記ＡＣ電流半周期と前記ＡＣ電圧半周期の間の位相差が予め定義されており、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントが前記位相差を参照して決定されてなる、請求項１７記載の調光方法。
【請求項２２】
マイクロプロセッサとの信号交信によるパッシブ赤外線（ＰＩＲ）回路によって動き及び存在の少なくとも一つを検出するステップと、
制御機能に基づいたマイクロプロセッサにより、さらに前記ＰＩＲ回路によって検出された動き及び存在の少なくとも一つに反応することによって、前記ガス放電ランプの照度を制御するステップと
をさらに備える請求項１７記載の調光方法。
【請求項２３】
前記調光モジュールは、
インターフェースをさらに備え、
各ＡＣ電流半周期内の前記タイムポイントは、操作される前記インターフェースに反応する前記制御信号により可変される請求項１７記載の調光方法。
【請求項２４】
前記ガス放電ランプは、安定器を備える請求項１７の調光方法。
【請求項２５】
前記ガス放電ランプの照度は、前記制御モジュールによって上限照度と下限照度の間にて可変であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のスタートに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記上限照度であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のピークに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記下限照度である、請求項１７記載の調光方法。
【請求項２６】
前記調光モジュールは、
周囲環境の光の強度を周囲環境の光信号に周囲環境光変換器によって変換するステップをさらに備え、前記周囲環境の光のレベルは、前記周囲環境の光信号から決定可能であり、前記ガス放電ランプの前記照度は前記周囲環境の光レベルの機能であり、前記調光モジュールは前記周囲環境光変換器を備える請求項１７記載の調光方法。
【請求項２７】
前記ガス放出ランプは、蛍光ランプ及び高圧ランプの一つである請求項１７記載の調光方法。
【請求項２３】
コンピュータによって実行される複数のプログラミング命令が内部に格納されたコンピュータによって読み出し可能な媒体であって、前記プログラミング命令が実行されると、前記コンピュータは、
前記ガス放電ランプを作動するためガス放電ランプへ電気エネルギー源からＡＣ電力を供給し、前記ＡＣ電力は制御モジュールにより供給され、前記供給されたＡＣ電力は交流ＡＣ電流半周期を有し、
前記ガス放電ランプに供給される前記ＡＣ電流半周期を、第１波形と第２波形の間で、前記制御モジュールによる一タイムポイントにてスイッチングし、前記第１波形の振幅は前記第２波形の振幅と異なり、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは前記ガス放電ランプへの給電の間、前記ガス放電ランプの照度を決定し、
前記ガス放電ランプの前記照度を可変するため各ＡＣ電流半周期内にて前記タイムポイントを可変するものであり、
前記タイムポイントは調光モジュールによって前記制御モジュールに供給される制御信号によって決定される、媒体。
【請求項２４】
前記制御モジュールは、
起誘導回路を備え、前記電気エネルギー源によって供給されるＡＣ電力の各ＡＣ電流半周期は第２波形を有し、前記起誘導回路は前記第１波形を定義するためであり、
前記起誘導回路に並列に接続されるスイッチを備え、前記調光モジュールによって提供される制御信号によって操作されるスイッチは、前記第１波形と第２波形の間で各ＡＣ電流半周期をスイッチングするためである、請求項２３記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項２５】
各ＡＣ電流半周期は前記第１波形で始動し、前記第１波形の前記振幅は前記第２波形の前記振幅より小さい、請求項２３記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項２６】
前記ＡＣ電力は交流ＡＣ電圧半周期をさらに有し、ＡＣ電流半周期とＡＣ電圧半周期の間の位相差は予め定義され、各ＡＣ電圧半周期内のタイムポイントは位相差に応じて決定される請求項２３記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項２７】
前記命令が実行されると、前記コンピュータは、
マイクロプロセッサとの信号通信にあってパッシブ赤外線（ＰＩＲ）回路によって動き及び存在のうちの少なくとも一つを検出し、
制御機能に基づいたマイクロプロセッサにより、さらに前記ＰＩＲ回路によって検出された動き及び存在の少なくとも一つに反応することによって、前記ガス放電ランプの照度を制御する請求項２３記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項２８】
前記ガス放電ランプは安定器を備え、さらに蛍光ランプ及び高圧ランプの一つである請求項２３記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項２９】
前記ガス放電ランプの照度は、前記制御モジュールによって上限照度と下限照度の間にて可変であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のスタートに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記上限照度であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のピークに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記下限照度である、請求項２３記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項３０】
前記調光モジュールは、
周囲環境の光の強度を周囲環境の光信号に周囲環境光変換器によって変換することをさらに備え、前記周囲環境の光のレベルは、前記周囲環境の光信号から決定可能であり、前記ガス放電ランプの前記照度は前記周囲環境の光レベルの機能であり、前記調光モジュールは前記周囲環境光変換器を備える、請求項２３記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にはガス放電ランプの無段階調光のための調光システム及び調光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気的に安定された放電ランプを操作するための従来の調光器は、ＡＣライン電圧に位相制御を適用する手法を一般的に利用する。この手法を組み込んだ装置及び方法は、照明器具と直列に接続されるトライアック、又は一対のシリコン制御整流器（ＳＣＲ）とたいてい結合される。前記ＡＣライン電圧の零クロスからの位相角度におけるスイッチのスイッチングオン遅延により、前記照明器具に給電されるＡＣ電力は、放電ランプの強度を制御するために増加又は減少される。図１は、典型的な調光システムによって位相制御がＡＣ電力に適用されるときの前記放電ランプにかかる具体的なＡＣ電流半周期を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記放電ランプに供給されるＡＣ電力を可変するための位相制御手法に関する主な課題は、前記放電ランプに供給される前記ＡＣ電力が調光の間に低減されると、この位相制御手法がしばしばフリッカの発生を引き起こしてしまうことである。このフリッカの発生は、ＡＣ電力レベルが７０％以下に落ちたり、前記ガス放電ランプにかかるＡＣ電流に不連続（或いは遮断）が増加すると、次第に悪化することになる。前記放電ランプにかかるＡＣ電流における遮断は、前記ガス放電ランプを消してしまうことにもなる。
【０００４】
それゆえ、改良された調光器及び改良された調光方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１態様に応じて、制御モジュール及び調光モジュールを備えるランプ制御システムを開示する。前記制御モジュールは、電気エネルギー源と電気エネルギー源とを相互に接続する。前記電気エネルギー源は、前記放電ランプに前記制御モジュールによって供給される交流ＡＣ電流半周期を有するＡＣ電力を供給する。前記制御モジュールは、第２波形の振幅と異なる第１波形の振幅を有する第１波形と第２波形の間で前記ガス放電ランプに供給されるＡＣ電流半周期をスイッチングするためのものである。各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは前記ガス放電ランプを作動させている間、前記ガス放電ランプの照度を決定する。各ＡＣ電流半周期のタイムポイントは、前記ガス放電ランプの照度をそれによって可変するために前記制御信号によって可変可能である。
【０００６】
本発明の第２態様に応じて、ガス放電ランプを作動させるために電気エネルギー源によって供給されるＡＣ電力をガス放電ランプに供給することを含む調光方法を開示する。前記ＡＣ電力は、交流ＡＣ電流半周期を有するＡＣ電力であり、制御モジュールによって供給される。前記調光方法は、さらにＡＣ電流半周期をスイッチングすることを備える。前記第２波形の振幅とは異なる第１波形の振幅における一つのタイムポイントで前記制御モジュールによって第１波形と第２波形の間で前記ガス放電ランプに前記ＡＣ電流半周期が供給される。各ＡＣ電流半周期内の前記タイムポイントは、前記ガス放電ランプを作動させている間の前記ガス放電ランプの照度を決定する。前記調光方法は、調光モジュールにより前記制御モジュールに供給される制御信号によって決定されるタイムポイントを用いて前記ガス放電ランプの照度を可変するためにさらに前記ＡＣ電流半周期の前記タイムポイントを可変することを含む。
【０００７】
本発明の第３態様に応じて、コンピュータによって実行される複数のプログラミング命令が格納されているコンピュータによって読み出し可能な媒体を開示する。前記複数のプログラミング命令が実行されると、前記コンピュータは、前記ガス放電ランプを作動するために前記ガス放電ランプへ電気エネルギー源によってＡＣ電力を供給する。前記ＡＣ電力は制御モジュールにより供給される。前記供給されたＡＣ電力は交流ＡＣ電流半周期を有している。前記ガス放電ランプに供給される前記ＡＣ電流半周期は、第１波形と第２波形の間で、前記制御モジュールにより、一タイムポイントにてスイッチされる。前記第１波形の振幅は前記第２波形の振幅と異なる。各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは前記ガス放電ランプの作動の間、前記ガス放電ランプの照度を決定する。前記ガス放電ランプの前記照度をそれによって可変するため各ＡＣ電流半周期内にて前記タイムポイントが可変される。前記タイムポイントは調光モジュールによって前記制御モジュールに供給される制御信号によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】位相制御に一般的な調光システムによってＡＣ電力が供給されるとき、放電ランプにかかる具体的なＡＣ電流の半周期を示す図である。
【図２】本発明の具現化例にかかる調光システムのシステム図である。
【図３】本発明の具現化例にかかるガス放電ランプの無段階の調光を提供するための図２の前記調光システムの部分的な概略図である。
【図４】前記ガス放電ランプの照度を制御するための図３の調光システムによって適用される第１特性及び第２特性を有する、ＡＣ電圧半周期、ＡＣ電流半周期を示す図である。
【図５ａ】制御信号によってトライアックを起動するための異なるタイムポイントにおけるＡＣ電流半周期のランプ波形を示す図である。
【図５ｂ】制御信号によってトライアックを起動するための異なるタイムポイントにおけるＡＣ電流半周期のランプ波形を示す図である。
【図５ｃ】制御信号によってトライアックを起動するための異なるタイムポイントにおけるＡＣ電流半周期のランプ波形を示す図である。
【図５ｄ】制御信号によってトライアックを起動するための異なるタイムポイントにおけるＡＣ電流半周期のランプ波形を示す図である。
【図６】本発明の具現化例にかかる図３の前記調光システムによって適用される調光方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一具現化例の、調光システム２０及び調光する方法２００は、本明細書にあって、図１、図２、図３、図４、図５ａ−５ｂ及び図６を参照して説明される。
【００１０】
簡易化及び明確化の目的のため、本発明の説明は、これ以後、ガス放電ランプについての適用に特定される。しかし、これは、選択的、機能的又は動作特徴のような発明の様々な具体例の間で認められている基本的な原理が要求される他のアプリケーションから本発明の様々な具現化例を排除するものではない。
【００１１】
調光システム２０は、好ましくは電気エネルギー源２２及びガス放電ランプ２４を相互に結合する。前記電気エネルギー源２２は、交流ＡＣ電流半周期２６を供給する。調光システム２０は、ガス放電ランプ２４にエネルギーを供給するためにガス放電ランプ２４にＡＣ電力を供給する制御モジュール２８を備える。制御モジュール２８は、第１波形３０と第２波形３２間でガス放電ランプ２４に供給されるＡＣ電流半周期２６をスイッチングする。第１波形３０と第２波形３２の間のＡＣ電流半周期２６のスイッチングは、各ＡＣ電流半周期２６内のタイムポイント３４にて制御モジュール２８によって起動される。第１波形３０及び第２波形３２は、第１振幅及び第２振幅をそれぞれ定義する。好ましくは、第１振幅は第２振幅と異なる。
【００１２】
調光システム２０は、制御モジュール２８と信号の通信をする調光モジュール４０をさらに備える。各ＡＣ電流半周期内のタイムポイント３４は、調光モジュール４０によって決定され、さらに制御信号４２を通して制御モジュール２８と通信される。そのため、調光モジュール４０は、ＡＣ電力によって作動されると、ガス放電ランプ２４の照度４４を結果的に変化するタイムポイント３４を可変するように操作可能である。
【００１３】
好ましくは、制御モジュール２８は、起誘導回路４６及びその起誘導回路４６に並列に接続されるスイッチ４８を備える。好ましくは、起誘導回路４６は、インダクタ５０を備え、スイッチ４８はトライアック５２を備える。起誘導回路４６及びスイッチ４８の実質的な変更なしに、単一のインダクタ５０の代わりに複数のインダクタが用いられ、さらに単一のトライアック５２の代わりに複数のトライアックが用いられることは、本発明の具現化例の説明を参照することにより当業者によって明らかであろう。さらに、前記説明によれば、当業者はトライアック５２がリレー又はスイッチなどに置きかえられることに気付くであろう。
【００１４】
好ましくは、調光モジュール４０は、マイクロプロセッサ５４又はコントローラのようなものを備える。好ましくは、マイクロプロセッサ５４は、制御信号４２をトライアック５２に供給するためトライアック５２に電気的に結合される。あるいは、マイクロプロセッサ５４は、制御信号４２をトライアック５２に供給するためにトライアック５２に無線手段を介して信号結合される。マイクロプロセッサ５４の使用は、正確な制御及びトライアック５２の作動が達成されるのを可能にするのに好ましい。
【００１５】
好ましくは、制御モジュール２８は、第１状態と第２状態の間にて動作する。第１状態にあって、トライアック５２は、そこにかかるＡＣ電力の供給を妨げるように動作される。第２状態にあって、トライアック５４は、そこにかかるＡＣ電力の供給を実質的に可能とするように動作される。
【００１６】
第１状態にあって、ＡＣ電力は、電気エネルギー源２２からガス放電ランプ２４にインダクタを介して提供される。ＡＣ電力のＡＣ電流半周期２６には電気エネルギー源２２にて第２波形３２が供給されるが、制御モジュールが第１状態にて動作していると、インダクタ５０は第１波形３０にＡＣ電流半周期２６を変更する。この変更は、順次、ガス放電ランプ２４に供給されるＡＣ電力の電流レベルを低減する第２振幅から第１振幅にＡＣ電流半周期２６を効果的に低減する。
【００１７】
第２状態にあって、ＡＣ電力は電気エネルギー源２２からガス放電ランプ２４にトライアック５２を介して供給される。これは、電気エネルギー源２２にて第２波形が供給されるＡＣ電力のＡＣ電流半周期２６が、第２波形３２に実質的にかけられるバイアスを伴って、ガス放電ランプ２４に伝達されることを可能とする。これは、第２振幅で前記ＡＣ電流半周期の維持を順次可能とする。第２振幅は、ガス放電ランプ２４に供給されるＡＣ電力の電流レベルを前記電気エネルギー源２２にて前記ＡＣ電力の同一電流レベルで結果的に維持する。
【００１８】
調光システム２０の動作の間、調光モジュール４０は各ＡＣ電流半周期２６内のタイムポイント３４を変動するために操作可能である。電気エネルギー源２２によって供給されるＡＣ電力は、さらにＡＣ電圧半周期６０を含む。調光システム２０にて用いられる部品に基づいて、ＡＣ電流半周期２６のそれぞれの始動点６２は、事前に決定できる。これは、タイムポイント３４が各ＡＣ電流半周期２６内にあることをマイクロプロセッサに補償させる。
【００１９】
タイムポイント３４が始動点６２に一致すると、制御モジュールは、各ＡＣ電流半周期２６内の第２状態にて実質的に動作する。それゆえ、ガス放電ランプ２４にて受信されたＡＣ電力のＡＣ電流半周期２６は、実質的に第２波形３２であるランプ波形６４を有する。ガス放電ランプ波形６４が実質的に第２波形３２であると、ガス放電ランプ２４の照度は上限照度である。
【００２０】
タイムポイント３４が各ＡＣ電流半周期２６ピーク６８に一致すると、制御モジュールは、各ＡＣ電流半周期２６内にて第１状態で実質的に動作する。それゆえ、ガス放電ランプ２４で受信されるＡＣ電力のＡＣ電流半周期２６のガス放電ランプ波形６４は、実質的に第１波形３０である。ガス放電ランプ波形６４が実質的に第１波形３２であると、ガス放電ランプ２４の照度は、下限照度６８である。
【００２１】
タイムポイント３４が始動点６２と各ＡＣ電流半周期２６のピーク６８との間に生じると、ガス放電ランプ２４にて受け取られたＡＣ電力のＡＣ電流半周期２６のガス放電ランプ波形６４は、第１波形３０と第２波形３２の間のハイブリッドになる。
【００２２】
ガス放電ランプ２４は、調光システム２０がガス放電ランプ２４に結合するために連結可能であるところの、照明システム７１の好ましくは一つの構成要素である。照明システム７１は、安定器７２及び始動回路７３を備える。安定器７２及び始動回路７３のそれぞれは、ガス放電ランプ２４と構造的に一体化される及びガス放電ランプ２４から構造的に動かされるかのうちのいずれかである。
【００２３】
好ましくは、安定器７２は、調光システム２０とガス放電ランプ２４とを結びつける。好ましくは、始動回路７３はガス放電ランプ２４への電力供給を始めるためにガス放電ランプ２４と接触する。したがって、下限強度を設定するためのＡＣ電流半周期２６の第１振幅も安定器７２によって影響される。安定器７２は好ましくは磁気安定器であるが、ガス放電ランプ２４は蛍光ランプである。しかし、当業者は、これまでの説明の教示から安定器の他のタイプ及び高圧ランプが安定器７２及びガス放電ランプ２４、それぞれに用いられることができることを理解できるであろう。
【００２４】
好ましくは、調光モジュール４０は、ガス放電ランプ２４の照度を可変するのに、タイムポイント３４を変動するため、ユーザによって操作可能なインターフェース７４をさらに備える。インターフェース７４は、好ましくは電気機械変換器及びデジタル入力パネルのいずれか一つ又はそれらの組み合わせである。さらに、インターフェース７４は、ガス放電ランプ２４の照度の表示を示すためにディスプレイ又は指示部（図示せず）などを備える。さらに、インターフェース７４は、リモートコントローラ、コンピュータベースのシステム或いは無線デバイスなどからの信号の受信を介して操作可能である。一つの回路内の電流の経路を変化する代わりに各ＡＣ電流半周期２６内のタイムポイント３４を変化することによって制御されるように、ガス放電ランプ２４の照度の制御を可能にすることによって、調光システム２０は、上限の照度と下限の照度の間でガス放電ランプ２４の無段階調光を結果的にもたらすことで、照度の無段階制御を達成することができる。これは、また、従来のシステム及び回路と比較した場合に、無段階調光を結果的に可能にするために比較的に少ない部品のみを要求する調光システム２０の費用対効果にも適用される。
【００２５】
電気エネルギー源２２により供給されるＡＣ電力は好ましくは６０ヘルツ（Ｈｚ）で１１０ボルト（Ｖ）或いは５０Ｈｚで２３０Ｖである。トライアック５２の正確な制御のため、ＡＣ電流半周期２６とＡＣ電圧半周期６０の間の関係は、予め確立されていなければならない。調光システム２０の誘導特性のため、ＡＣ電流半周期２６は、位相遅延期間７６（ｔ１とも参照される）によってＡＣ電圧半周期６０を位相遅延する。ｔ１は、ＡＣ電圧半周期６０の零クロッシングから予測可能であり、さらにマイクロプロセッサ５４にて正確にプログラムされる。単一の抵抗器（図示せず）を使用することで、マイクロプロセッサ５４は、それによって、ＡＣ電流半周期２６の始動点６２を、予め決定されたｔ１にて安定した参照を得るため、ＡＣ電流半周期２６を接続できる。その後、始動遅延期間７８（ｔdelayとも参照される）、及びタイムポイント３４が、ガス放電ランプ２４にて照度を生成するために決定できる。
【００２６】
前述のように、ガス放電ランプ波形６４は、第１波形３０と第２波形３２のハイブリッドまたは組み合わせである。タイムポイント３４が各ＡＣ電流半周期２６のピーク６８で、実質的にあると、ガス放電ランプ波形６４は、図５ａに示されるように、実質的に電流レベルＩdimの第１波形３０である。Ｉdimは、インダクタ５０と下限照度であるガス放電ランプ２４の照度を導く安定器７２にわたって流れる最小電流レベルを確立する。
【００２７】
タイムポイント３４が始動点６２に向かって移動すると、第２波形３２の成分は、図５ｂ及び図５ｃに示されるように、ガス放電ランプ波形６４に加えられる。第２波形３２の加えられた部分は、電流レベルIcontrolを有する。それゆえ、前述の説明から、前記タイムポイント３４が変化したときに、第２波形３２の一部が付加される基本波形を第１波形３０が確立するのが明らかとなる。詳細には、ガス放電ランプ２４での電流レベル、ＩlampがＩlamp＝Idim＋Icontrolとして機能的に表現される。位相制御を介して調光するランプの従来の方法に影響を及ぼすガス放電ランプ電流レベルに不連続が無いのがガス放電ランプ波形６４から明白である。このように、前述の説明から、基本電流としてIdimを確立することが、考察された位相制御の従来の方法に既存の従来のランプ調光方法を適用すると、ランプ電流の不連続に関連される問題を解決可能にする。
【００２８】
さらに、タイムポイント３４が図５ｄに示すように、実質的に始動点６２に一致すると（ｔdelay→０のとき）、ガス放電ランプ波形６４は、実質的に電流レベルIfullの第２波形３０となるであろう。Ifullは、ガス放電ランプ２４の照度に結果として導く、上限照度である最大電流レベルである。
【００２９】
調光システム２０及びその無段階調光能力は、様々な他のアプリケーションを有する。第１の他のアプリケーションは、動作及び存在検出である。第１の他のアプリケーションにあって、調光モジュール４０は、マイクロプロセッサ５４と信号通信するパッシブ赤外線（ＰＩＲ）回路をさらに備える。前記ＰＩＲは、少なくとも動き及び存在検知の一つを測定可能である。好ましくは、前記ＰＩＲ回路は、熱−電気変換器及び前記熱−電気変換器に結合される増幅器ステージを備える。これは、制御機能に基づいて、動き及び存在検知の少なくとも一つに対応して、マイクロプロセッサ５４にガス放電ランプ２４の照度を制御可能とさせる。
【００３０】
調光システム２０の他のアプリケーションは、照明制御にある。この第２の他のアプリケーションにあって、調光モジュール４０は、周囲環境の光の強度を周囲環境光信号に変換するための周囲環境光変換器をさらに備える。周囲環境光レベルは、周囲環境の光信号から決定可能であり、順次、ガス放電ランプ２４の照度に、好ましい光照射レベルを実現させるために、可変させる。
【００３１】
調光システム２０は、図６に示されるような、調光方法２００を実行する。この調光方法２００は、電気エネルギー源２２によって供給可能なＡＣ電力がガス放電ランプ２４に給電されるように接続されるステップ２０２を備える。調光方法２００は、制御モジュール２８によってタイムポイント３４にて第１波形３０と第２波形３２との間でガス放電ランプ２４と接続されるＡＣ電流半周期２６をスイッチングするステップ２０４をさらに備える。調光方法２００は、ガス放電ランプ２４の照度を変化するために、各ＡＣ電流半周期２６内のタイムポイント３４を変化するステップ２０６をさらに備える。
【００３２】
調光方法２００のステップ２０２乃至２０６は、マイクロプロセッサ５４による実行のために、コード化されるのが好ましい。或いは、調光方法２００のステップ２０２乃至２０６は、マイクロプロセッサ５４とデータ通信する、メモリモジュール（図示せず）に格納されているプログラムの命令コードとしてマイクロプロセッサ５４に実行可能である。或いは、前記メモリモジュールは、マイクロプロセッサ５４から分離されている記憶媒体でもよい。
【００３３】
前述した説明により、ガス放電ランプの無段階調光を効果として実現する調光システム及び調光方法は、本発明の一つの具現化例として説明された。本発明の一つの具現化例のみが説明されたが、この開示の観点によれば、多数の変形及び／又は変更が本発明の範囲及び思想からそれることなく成されるのが、当業者によって可能であるのが明らかである。
【図１】
2013532347.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013532347.tif 000005
【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
2013532347.tif 000009
【図５ｄ】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月4日(2012.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギー源及びガス放電ランプを相互に結合する制御モジュールであって、前記電気エネルギー源は、前記制御モジュールによってガス放電ランプに供給される交流ＡＣ電流半周期を有するＡＣ電力を提供し、前記制御モジュールが一タイムポイントにて第１波形及び第２波形の間でガス放電ランプに供給されるＡＣ電流半周期をスイッチングし、ここで第１波形の振幅は、第２波形の振幅と異なり、ガス放電ランプが作動している間、各ＡＣ電流半周期内の前記タイムポイントは、ガス放電ランプの照度を決定する制御モジュールと、
前記制御モジュールに制御信号を供給するための調光モジュールであって、各ＡＣ電流半周期内の前記タイムポイントは、前記ガス放電ランプの照度を可変する前記制御信号によって変動可能とされる、調光モジュールと、
を備える調光システム。
【請求項２】
前記制御モジュールは、誘導回路を備えてなり、電気エネルギー源によって供給可能なＡＣ電力の各ＡＣ電流半周期は、第２波形を有し、前記誘導回路は第１波形を定義する請求項１記載の調光システム。
【請求項３】
前記誘導回路は少なくとも一つのインダクタを備える請求項２記載の調光システム。
【請求項４】
前記制御モジュールは、前記誘導回路に並列に接続されるスイッチをさらに備え、前記調光モジュールによって提供される制御信号によって操作される前記スイッチは第１波形と第２波形の間の各ＡＣ電流半周期をスイッチングする請求項２記載の調光システム。
【請求項５】
前記スイッチは、トライアック及びリレーのいずれか一つである請求項４記載の調光システム。
【請求項６】
各ＡＣ電流半周期は第１波形で始まるが、第１波形の振幅は第２波形の振幅より小さい、請求項１記載の調光システム。
【請求項７】
前記ＡＣ電力はさらに交流ＡＣ電圧半周期を有し、前記ＡＣ電流半周期と前記ＡＣ電圧半周期の間の位相差が予め定義されており、前記各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントが前記位相差を参照して決定されてなる、請求項１記載の調光システム。
【請求項８】
前記調光モジュールは、前記制御信号を提供するためのマイクロプロセッサを備える請求項１記載の調光システム。
【請求項９】
前記調光モジュールは、
前記マイクロプロセッサと信号通信をするパッシブ赤外線（ＰＩＲ）回路を備え、
前記ＰＩＲ回路は、動き及び存在の検出の少なくとも一つのためのＰＩＲであり、
前記マイクロプロセッサは、制御機能に基づいて、さらに前記ＰＩＲ回路によって検出された動き及び存在検知の少なくとも一つに反応してガス放電ランプの照度を制御する、請求項８記載の調光システム。
【請求項１０】
前記ＰＩＲ回路は、熱−電気変換器と、前記熱−電気変換器に結合される増幅ステージとを備える、請求項９記載の調光システム。
【請求項１１】
前記調光モジュールは、
インターフェースを備え、
各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは、操作されるインターフェースに反応する制御信号によって可変される、請求項１記載の調光システム。
【請求項１２】
前記インターフェースは、デジタルインターフェース及び電気−機械インターフェースの一つである請求項９記載の調光システム。
【請求項１３】
前記ガス放電ランプは、安定器を備える請求項１記載の調光システム。
【請求項１４】
前記ガス放電ランプの照度は前記制御モジュールによって上限照度と下限照度との間で変動可能とされ、前記照度は前記タイムポイントが各ＡＣ電流半周期のスタートに向けて実質的にバイアスされると実質的に上限となり、さらに前記照度は前記タイムポイントが各ＡＣ電流半周期のピークに向けて実質的にバイアスされると実質的に下限となる、請求項１記載の調光システム。
【請求項１５】
前記調光モジュールは、
周囲環境の光強度を、周囲環境の光レベルが決定可能とされる、周囲環境の光信号に変換するための周囲環境光変換器であり、前記ガス放電ランプの照度は前記周囲環境の光レベルの一つの機能である、請求項１記載の調光システム。
【請求項１６】
前記ガス放電ランプは、蛍光ランプ及び高圧ランプのいずれか一つである請求項１記載の調光システム。
【請求項１７】
ガス放電ランプを作動するために前記ガス放電ランプに電気エネルギー源によって供給可能なＡＣ電力を供給することであって、前記ＡＣ電力は制御モジュールによって送電され、前記送電されたＡＣ電力は交流ＡＣ電流半周期を有している、ＡＣ電力供給ステップと、
前記制御モジュールによるタイムポイントにて第１波形と第２波形の間でガス放電ランプに給電されるＡＣ電流半周期をスイッチングすることであり、前記第１波形の振幅は前記第２波形の振幅と異なり、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは、ガス放電ランプが作動されている間にガス放電ランプの照度を決定することである、スイッチングステップと、
ガス放電ランプの照度をそれによって変化するために、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントを変化することであり、前記タイムポイントは調光モジュールによって制御モジュールに供給可能な制御信号によって決定される、変化ステップとを備える調光方法。
【請求項１８】
前記制御モジュールは、誘導回路を備えてなり、電気エネルギー源によって供給可能なＡＣ電力の各ＡＣ電流半周期は、第２波形を有し、前記誘導回路は第１波形を定義する請求項１７記載の調光方法。
【請求項１９】
前記制御モジュールは、
前記誘導回路に並列に接続されるスイッチであり、前記第１波形と前記第２波形の間で各ＡＣ電流半周期を切り換えるために、前記調光モジュールによって供給可能な制御信号によって操作可能な前記スイッチを備える、請求項１８記載の調光方法。
【請求項２０】
各ＡＣ電流半周期は第１波形で始まるが、前記第１波形の振幅は第２波形の振幅よりも小さい、請求項１７記載の調光方法。
【請求項２１】
前記ＡＣ電力はさらに交流ＡＣ電圧半周期を有し、前記ＡＣ電流半周期と前記ＡＣ電圧半周期の間の位相差が予め定義されており、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントが前記位相差を参照して決定されてなる、請求項１７記載の調光方法。
【請求項２２】
マイクロプロセッサとの信号交信によるパッシブ赤外線（ＰＩＲ）回路によって動き及び存在の少なくとも一つを検出するステップと、
制御機能に基づいたマイクロプロセッサにより、さらに前記ＰＩＲ回路によって検出された動き及び存在の少なくとも一つに反応することによって、前記ガス放電ランプの照度を制御するステップと
をさらに備える請求項１７記載の調光方法。
【請求項２３】
前記調光モジュールは、
インターフェースをさらに備え、
各ＡＣ電流半周期内の前記タイムポイントは、操作される前記インターフェースに反応する前記制御信号により可変される請求項１７記載の調光方法。
【請求項２４】
前記ガス放電ランプは、安定器を備える請求項１７の調光方法。
【請求項２５】
前記ガス放電ランプの照度は、前記制御モジュールによって上限照度と下限照度の間にて可変であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のスタートに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記上限照度であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のピークに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記下限照度である、請求項１７記載の調光方法。
【請求項２６】
前記調光モジュールは、
周囲環境の光の強度を周囲環境の光信号に周囲環境光変換器によって変換するステップをさらに備え、前記周囲環境の光のレベルは、前記周囲環境の光信号から決定可能であり、前記ガス放電ランプの前記照度は前記周囲環境の光レベルの機能であり、前記調光モジュールは前記周囲環境光変換器を備える請求項１７記載の調光方法。
【請求項２７】
前記ガス放出ランプは、蛍光ランプ及び高圧ランプの一つである請求項１７記載の調光方法。
【請求項２８】
コンピュータによって実行される複数のプログラミング命令が内部に格納されたコンピュータによって読み出し可能な媒体であって、前記プログラミング命令が実行されると、前記コンピュータは、
前記ガス放電ランプを作動するためガス放電ランプへ電気エネルギー源からＡＣ電力を供給し、前記ＡＣ電力は制御モジュールにより供給され、前記供給されたＡＣ電力は交流ＡＣ電流半周期を有し、
前記ガス放電ランプに供給される前記ＡＣ電流半周期を、第１波形と第２波形の間で、前記制御モジュールによる一タイムポイントにてスイッチングし、前記第１波形の振幅は前記第２波形の振幅と異なり、各ＡＣ電流半周期内のタイムポイントは前記ガス放電ランプへの給電の間、前記ガス放電ランプの照度を決定し、
前記ガス放電ランプの前記照度を可変するため各ＡＣ電流半周期内にて前記タイムポイントを可変するものであり、
前記タイムポイントは調光モジュールによって前記制御モジュールに供給される制御信号によって決定される、媒体。
【請求項２９】
前記制御モジュールは、
起誘導回路を備え、前記電気エネルギー源によって供給されるＡＣ電力の各ＡＣ電流半周期は第２波形を有し、前記起誘導回路は前記第１波形を定義するためであり、
前記起誘導回路に並列に接続されるスイッチを備え、前記調光モジュールによって提供される制御信号によって操作されるスイッチは、前記第１波形と第２波形の間で各ＡＣ電流半周期をスイッチングするためである、請求項２８記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項３０】
各ＡＣ電流半周期は前記第１波形で始動し、前記第１波形の前記振幅は前記第２波形の前記振幅より小さい、請求項２８記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項３１】
前記ＡＣ電力は交流ＡＣ電圧半周期をさらに有し、ＡＣ電流半周期とＡＣ電圧半周期の間の位相差は予め定義され、各ＡＣ電圧半周期内のタイムポイントは位相差に応じて決定される請求項２８記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項３２】
前記命令が実行されると、前記コンピュータは、
マイクロプロセッサとの信号通信にあってパッシブ赤外線（ＰＩＲ）回路によって動き及び存在のうちの少なくとも一つを検出し、
制御機能に基づいたマイクロプロセッサにより、さらに前記ＰＩＲ回路によって検出された動き及び存在の少なくとも一つに反応することによって、前記ガス放電ランプの照度を制御する請求項２８記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項３３】
前記ガス放電ランプは安定器を備え、さらに蛍光ランプ及び高圧ランプの一つである請求項２８記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項３４】
前記ガス放電ランプの照度は、前記制御モジュールによって上限照度と下限照度の間にて可変であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のスタートに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記上限照度であり、前記タイムポイントが実質的に各ＡＣ電流半周期のピークに向けてバイアスされると、前記照度は実質的に前記下限照度である、請求項２８記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【請求項３５】
前記調光モジュールは、
周囲環境の光の強度を周囲環境の光信号に周囲環境光変換器によって変換することをさらに備え、前記周囲環境の光のレベルは、前記周囲環境の光信号から決定可能であり、前記ガス放電ランプの前記照度は前記周囲環境の光レベルの機能であり、前記調光モジュールは前記周囲環境光変換器を備える、請求項２８記載の前記コンピュータによって読み出し可能な媒体。
【国際調査報告】
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