(57)【要約】【課題】余分な専用ケーブルを引き廻すことなく、光源毎の点灯制御を個々に行い得るようにして、任意の発光を実現可能で敷設やメンテナンスの容易な電飾装置を提供する。【解決手段】所望の位置に配設する複数の発光装置２１と、この発光装置２１を統括制御する制御装置１１とを備えて、制御装置１１が発光装置２１に電力供給するとともに発光装置２１の点灯制御を行う電飾装置であって、制御装置１１および発光装置２１の間では、点灯制御する駆動データを、電力ケーブル２２による供給電力に重畳して伝送し、制御装置１１は、駆動データとして、伝送制御信号と共に発光装置２１の識別信号および点灯制御信号を含む調歩同期式のシリアルデータを生成して発光装置２１に送出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の位置に配設する複数の発光部と、該発光部を統括制御する本体部とを備えて、前記本体部が前記発光部に電力供給するとともに前記発光部の点灯制御を行う電飾装置であって、
前記本体部は、駆動データとして、伝送制御信号と共に前記発光部の識別信号および点灯制御信号を含むシリアルデータを生成して、調歩同期式により前記発光部に送出することを特徴とする電飾装置。
【請求項２】
前記本体部および前記発光部の間では、点灯制御する駆動データを、有線式または無線式の供給電力に重畳して伝送し、あるいは、電力供給とは別の無線式により伝送することを特徴とする請求項１記載の電飾装置。
【請求項３】
前記本体部は、外部電力を受電して前記発光部の駆動電力を生成する電源部と、前記発光部を点灯制御するための駆動データを生成する生成処理部と、前記発光部への駆動電力に前記駆動データを重畳して前記発光部に供給出力する出力部とを有することを特徴とする請求項１記載の電飾装置。
【請求項４】
前記発光部は、ＬＥＤにより単色発光またはフルカラー発光する発光素子部と、前記本体部からの供給電力から前記発光素子部の駆動電力を生成する電源生成部と、前記本体部からの供給電力から前記駆動データを検出して前記発光素子部を駆動させる駆動信号を生成する駆動処理部と、前記駆動信号に従って前記発光素子部を駆動する駆動ドライバとを有することを特徴とする請求項１記載の電飾装置。
【請求項５】
前記発光部は、送られてきた前記識別信号が予め設定されている前記識別信号に一致したときに、前記点灯制御信号に従って点灯制御を実行することを特徴とする請求項１記載の電飾装置。
【請求項６】
無線電磁波、或いは有線に流れる電流の漏れ磁束による誘導電磁波を送出する電力送信部と、
該電力送信部から送出された電力を受信するアンテナと、該アンテナで受信された高周波電力を検波する検波部と、電流制限素子或いは電圧制限素子によって定電流または定電圧を発光素子に供給する電源部とからなる発光部とを備えたことを特徴とする電飾装置。
【請求項７】
前記発光部が、単色のＬＥＤ、或いは赤、緑、青のフルカラーＬＥＤを前記発光素子として備え、少なくとも２個以上の発光部を同時に点灯できるようにしたことを特徴とする請求項６記載の電飾装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、公園の樹木や家屋等の建築物をイルミネーションにより装飾する電飾装置に係り、特に、ケーブルを引き廻すことなく、任意に発光部を点灯制御することができる電飾装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、公園の樹木や家屋等の建築物をイルミネーションにより装飾することが普及しており、一般家庭においても行われるようになってきている（例えば、特許文献１，２参照）。所望のイルミネーションを実現するには、装飾したい対象に光源を取り付けたケーブルを引き廻して敷設する必要があり、十分なイルミネーションにする電飾装置としては、例えば、５００個以上の光源を点灯制御する必要がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２６８号公報
【特許文献２】
実用新案登録第３０７６７０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電飾装置にあっては、豆電球や単色ＬＥＤを取り付ける同一ケーブル上の光源を個々に点灯制御することは困難である。このため、光源を塗料やフィルムで覆うことにより発光色を変えることはできるが、配色は固定されている。また、点滅させるにしても全体のオン・オフあるいはＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のパルス幅変調を行う程度であるので個々の点滅タイミングも任意に変更することはできなかった。
【０００５】
そして、個々の光源毎に任意のタイミングで点滅させるには、光源に電力を供給する電力ケーブル以外に点灯制御用の専用ケーブルを引き廻す必要がある。特に、発光させる度に所望の配色になるように発光させるには、一つの光源に光の３原色のＬＥＤを配設するとともに各ＬＥＤに点灯制御用の専用ケーブルを引き廻す必要がある。このため、敷設時やメンテナンス時の作業が増加してしまい、大規模なイルミネーションにする場合には費用も大きくなってしまう、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、余分な専用ケーブルを引き廻すことなく、光源毎の点灯制御を個々に行い得るようにして、任意の発光を実現可能で敷設やメンテナンスの容易な電飾装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の電飾装置は、所望の位置に配設する複数の発光部と、該発光部を統括制御する本体部とを備えて、前記本体部が前記発光部に電力供給するとともに前記発光部の点灯制御を行う電飾装置であって、前記本体部は、駆動データとして、伝送制御信号と共に前記発光部の識別信号および点灯制御信号を含むシリアルデータを生成して、調歩同期式により前記発光部に送出することを特徴とするものである。ここで、前記本体部および前記発光部の間では、点灯制御する駆動データを、有線式または無線式の供給電力に重畳して伝送し、あるいは、電力供給とは別の無線式により伝送することを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、駆動データとして、本体部から複数の発光部に向けて、伝送制御信号と共に点灯制御する発光部の識別信号および点灯制御信号を含む調歩同期式のシリアルデータを、有線式または無線式の供給電力に重畳して伝送し、あるいは、電力供給とは別の無線式により伝送することができる。したがって、発光部は、専用ケーブルによらずに、個々の駆動データを受け取って、その駆動データに含まれる点灯制御信号に従って光源を発光させることができる。
【０００９】
また、本発明の他の態様の電飾装置は、無線電磁波、或いは有線に流れる電流の漏れ磁束による誘導電磁波を送出する電力送信部と、該電力送信部から送出された電力を受信するアンテナと、該アンテナで受信された高周波電力を検波する検波部と、電流制限素子或いは電圧制限素子によって定電流または定電圧を発光素子に供給する電源部とからなる発光部とを備えたことを特徴とするものである。これにより、発光部をケーブルに接続して電力の供給を行う必要が無くなり、ケーブルを用いることなく多数の発光部を点灯するイルミネーションが提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１〜図５は本発明に係る電飾装置の第１実施形態を示す図である。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１１】
図１において、電飾装置は、制御装置（本体部）１１に、複数の発光装置（発光部）２１を接続して構成されており、この発光装置２１は電力ケーブル２２上に取り付けられてコネクタ１１ａ，２１ａを介して制御装置１１に接続されている。
【００１２】
制御装置１１は、入力された選択設定に従って複数の発光装置２１の発光色および点灯タイミングを統括制御する。また、発光装置２１は、光の３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で発光するＬＥＤ（光源）２３ｒ，２３ｇ，２３ｂを有していて、制御装置１１の指令に従って点灯する。すなわち、制御装置１１は、対象物の周りに引き廻して所望の位置に配設した発光装置２１に電力ケーブル２２を介して電力供給するとともに、点灯制御することにより、その発光装置２１を所望のタイミングでフルカラーで発色・発光させて樹木などの所望のイルミネーションを実現する。
【００１３】
この制御装置１１は、電源部１２と、操作選択スイッチ盤１３と、ＣＰＵ（生成処理部）１４と、制御電源部１５と、出力ドライバ（出力部）１６とを備えている。
【００１４】
電源部１２は、商用の単相ＡＣ電源にコンセント１２ａを接続して駆動電力を受電するようになっており、受電した商用電源をＡＣ／ＤＣ変換した上で必要な電圧にＤＣ／ＤＣ変換する。
【００１５】
操作選択スイッチ盤１３は、入力操作するボタン等が配設されており、各発光装置２１について、その発光色や発光タイミングなどを予め準備されている点灯パターンから選択して設定する操作盤である。
【００１６】
ＣＰＵ１４は、操作選択スイッチ盤１３から選択設定された点灯パターンに従って、発光装置２１の点灯制御を行う駆動データを演算処理して生成し、駆動信号として出力する。制御電源部１５は、電源部１２から送出される制御用電圧を受け取ってＣＰＵ１４に供給する。
【００１７】
出力ドライバ１６は、電源部１２から送出されてくる駆動用電圧ＶにＣＰＵ１４からの駆動信号（送信信号）を受け取って重畳させることにより、ケーブル２２ａ，２２ｂに接続された各発光装置２１に駆動信号（送信信号）を出力する。
【００１８】
即ち、ＣＰＵ１４は、予めＲＯＭ１４ａ内に格納されている制御プログラムに基づいてＲＡＭ１４ｂをワークエリアとして使用しつつ、選択設定された点灯パターンに従って調歩同期式のシリアルデータ（駆動データ）を生成して出力するようになっており、調歩同期式で発光装置２１との間で各種データをやり取りするための伝送制御信号と、駆動データを与える発光装置２１の識別信号と、その発光装置２１を発光させる点灯制御信号とからなる調歩同期式のシリアルデータ（ＴｘＤ）を送出する。
【００１９】
一方、発光装置２１は、発光素子部２３と、電源生成部２４と、信号検出部２５と、論理演算部２６と、駆動ドライバ２７等を備えており、信号検出部２５および論理演算部２６が駆動処理部を構成している。ここで、発光素子部２３は、光の３原色で発光するＬＥＤ２３ｒ，２３ｇ，２３ｂから構成され、駆動信号に従って所望の色にフルカラー発光する。
【００２０】
電源生成部２４は、制御装置１１の出力ドライバ１６から駆動電圧Ｖを電力ケーブル２２を介して受け取って、発光素子部２３のＬＥＤ２３ｒ〜２３ｂを点灯させるのに必要な駆動電圧を生成する。信号検出部２５は、電源生成部２４と同様に、電力ケーブル２２を介して駆動用電圧Ｖを受け取って、重畳されている駆動信号を検出（分岐）する。
【００２１】
論理演算部２６は、信号検出部２５により検出された駆動信号の演算処理を行ってシリアルデータを復調するようになっており、含まれている識別信号が予め割り振りされてＩＤスイッチ２６ａ内に設定されている発光装置２１のＩＤ番号に一致したときに点灯制御信号を駆動ドライバ２７に出力する。なお、ＩＤスイッチ２６ａは、予めＩＤ番号などを設定可能な不揮発性メモリや接点スイッチ等により構成すればよい。駆動ドライバ２７は、論理演算部２６によりシリアルデータに復調されて出力されてきた点灯制御信号に基づいて発光素子部２３のＬＥＤ２３ｒ，２３ｇ，２３ｂを点灯駆動する。
【００２２】
図２は、発光装置の回路ブロック例を示す。この発光装置２１は、電力ケーブル２２の一対の電線２２ａ，２２ｂに、電源生成部２４およびＣＰＵ部２８を並列接続するように設計されている。そして、ＣＰＵ部２８は、信号検出部２５、論理演算部２６および駆動ドライバ２７を含み、その出力に発光素子部２３のＬＥＤ２３ｒ，２３ｇ，２３ｂが取り付けられている。
【００２３】
図３は、シリアルデータフレームの構成例を示す。シリアルデータは、所望の発光装置の駆動データとして、調歩同期式により、シリアルデータの伝送制御信号Ｓ（ストップビット２ｂｉｔ）、発光装置２１毎の識別子（ＩＤ番号６ｂｉｔ）、および、ＲＧＢの各発光色情報の８ｂｉｔ／色（計２４ｂｉｔ）の合計３２ｂｉｔで、制御装置１１から伝送されてくる。そこで、ＣＰＵ部２８は、まず電線２２ａを基準電位とする一方、電線２２ｂを信号線として信号を検出する。なお、ＲＧＢの各発光色情報は、例えば、４〜３２ｂｉｔ／色にして任意の階調表現を可能にすることができ、−般的には８ｂｉｔ／色が実用的であり、色調を細分化する際には１６ｂｉｔ／色としてもよい。
【００２４】
図４は、発光装置における動作タイミング例を示す。即ち、ＣＰＵ部２８の信号検出部２５は、各色ドライブ出力されている状態から制御装置１１の駆動データの受信によるストップビットを検出して、調歩同期式によるシリアルデータを受信する。このとき、制御装置１１と発光装置２１は、駆動データが調歩同期式で伝送されてくるので、共に情報伝送速度を共通にして時間当たりのｂｉｔ変化を容易に認識することができる。なお、高度な制御を実現するために、誤り制御や伝送手順によって機能を向上させてもよいことはいうまでもない。
【００２５】
また、ＣＰＵ部２８の論理演算部２６は、信号検出部２５として検出したシリアルデータを演算処理して、各種情報を認識・分別し、発光装置２１のＩＤ番号とＲＧＢの点灯制御信号を復元する。この後に、ＣＰＵ部２８の駆動ドライバ２７は、認識した発光装置２１のＩＤ番号がＩＤスイッチ２６ａ内に設定されているＩＤ番号に一致したときに、電源生成部２４からの電力供給を受けつつ、論理演算部２６から受け渡される点灯制御信号（制御装置１１の操作選択スイッチ盤１３からの指示命令）に基づく発光色（輝度）で、発光素子部２３のＲＧＢの各色ＬＥＤ２３ｒ，２３ｇ，２３ｂを点灯させてフルカラー発光させる。
【００２６】
ここで、信号検出部２５は、シリアルデータによって、電源生成部２４の生成電圧が低下する。このため、信号検出した際に一旦ドライブ出力を遮断させるように機能するようにしてもよい。また、電源生成部２４は、必要に応じて昇圧チョッパ方式により駆動電圧を定電圧化するようにしてもよい。特に、シリアルデータがすべて０ｂｉｔの場合には、その間に電源生成部２４が受け取る電源電圧が最も低下するので、シリアルデータのデータ長や伝送速度などに応じて、コンデンサ２９（図２参照）の容量を検討し、十分なバックアップをすることが好ましい。なお、シリアルデータは、データ長と内容が固定されているため、簡単なロジック回路でもそのデコードを容易に実現することができる。
【００２７】
また、シリアルデータの送出期間はＬＥＤの点灯プログラムにおいて、その点灯を停止するようにしてもよい。例えば通信速度が９６００ＢＰＳで３２ｂｉｔのデータ伝送に要する時間は、３．３３ｍＳ程度となり、余裕を見てＬＥＤ点灯停止時間を１０ｍＳ程度取れば十分である。このＬＥＤ点灯停止時間は、肉眼による視認に対して極めて短いので、イルミネーションの効果に殆んど影響を与えない。また、これにより大容量のコンデンサを用いなくてもよくなる。
【００２８】
このように本実施形態においては、発光装置２１毎の点灯制御を行うための専用信号ケーブルを用いることなく、個々の発光装置２１に電力ケーブルから点灯制御信号を受け取らせるので、発光装置２１毎に発光色および発光時間を任意に制御することができる。したがって、余分な専用ケーブルを引き廻すことによる敷設費や回収などのメンテナンス費を掛ける必要がなく、所望のイルミネーションを低コストに実現することができる。また、発光装置２１は、ＬＥＤ２３ｒ〜２３ｂを発光素子部２３に取り付けるので、電球よりも極めて省電力で発光させることができ、消費電力を小さくすることができる。そして、任意の発光装置毎に、任意のタイミングで、所望の発光色の制御が可能である。
【００２９】
なお、本実施形態では、制御装置１１とケーブル２２とを直接接続する場合を説明するが、電気的に絶縁する必要があるときには、電源からは単極性のパルス電圧を出力させてケーブル側に電力として受信させる、いわゆるトランス方式を採用することもできる。この場合には、制御装置１１とケーブル２２との間に絶縁をとって分離させることができる。
【００３０】
次に、図５を参照して上記実施形態の変形例について説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態と略同様に構成されているので、特徴部分のみを説明する。
【００３１】
図５（ａ）において、制御装置１１は、ＣＰＵ１４の演算・生成した駆動信号（シリアルデータ）を送信部３１に出力して、アンテナ３１ａから発光装置２１に無線送信するようになっている。即ち、電力ケーブルに駆動信号を重畳することなく、電源部１２による駆動電圧Ｖをそのままコネクタ１１ａ，２１ａを介して発光装置２１に受け渡す。その代わりに、上記アンテナ３１ａから発光装置２１に駆動信号（シリアルデータ）を無線送信するようになっている。
【００３２】
図５（ｂ）において、発光装置２１は、アンテナ３２ａを有する信号検出部３２を備えており、信号検出部３２は制御装置１１の送信部３１から無線送信されてくる駆動信号（シリアルデータ）を受信して、論理演算部２６に受け渡す。一方、電源生成部２４は、制御装置１１の電源部１２が出力する駆動用電圧Ｖを、電力ケーブル２２を介して受け取って、発光素子部２３のＬＥＤ２３ｒ〜２３ｂを点灯させるのに必要な駆動電圧を生成する。
【００３３】
このように本実施形態では、上述実施形態と同様に、専用ケーブルを引き廻すことなく、敷設費やメンテナンス費を余分に掛ける必要がなく、任意の発光装置毎に、任意のタイミングで、所望の発光色の制御が可能である。
【００３４】
ここで、本実施形態では、電波により駆動信号を無線送信するが、これに限るものではなく、赤外線等の無線送信を採用して省配線化を図るようにしてもよいことはいうまでもない。また、発光装置２１毎に３原色のＬＥＤ（単品）２３ｒ〜２３ｂを備える場合について説明したが、単色で発光するように１種類のＬＥＤ（単品）を備えるものであってもよく、また、３原色のＬＥＤを一体にして１素子（複合品）としているものにも適用することができることはいうまでもない。
【００３５】
また、上記実施形態では、ケーブル２２により発光素子部の駆動電力の供給を行っていたが、ケーブルレスの電飾装置を実現することもできる。
【００３６】
図６（ａ）は、本発明の第２の実施形態の電飾装置を示す。この装置では、アンテナ４１ａから発光素子の駆動電力を無線電磁波として送出する、或いは有線（電線）４１ｂに流れる電流の漏れ磁束による誘導電磁波として送出する電力送信部４１を備えている。そして、各発光装置４２にはアンテナ４２ａを備え、電磁波として送出された発光素子の駆動電力を受け取るようになっている。
【００３７】
図６（ｂ）は、発光素子を搭載した発光装置４２の回路構成例を示す。即ち、各発光装置４２は、電力送信部４１から送出された電磁波による電力を受信するアンテナ４２ａとしての役割を果たすコイル４３ａと、該アンテナより受信した高周波電力を検波する検波部（ダイオード）４５と、電流制限素子、或いは電圧制限素子（ツエナーダイオード）４６によって定電圧電源回路を構成している。なお、コイルの設計は、使用する電磁波の周波数を考慮して有効な電力を得るようにする。そして、駆動電圧を発光素子４４に供給し、ＬＥＤを点灯する。発光素子４４としては、単色のＬＥＤ、或いは赤、緑、青の３色を発光するフルカラーＬＥＤを用いることができる。一般にＬＥＤは、順方向電圧ＶＦ＝３．６［Ｖ］以上の印加電圧と１０ｍＡ前後の電流が流れると発光する。
【００３８】
従って、各発光装置４２は電力ケーブルに接続する必要が無く、電磁波を受けることができる任意の場所に配置することが可能である。そして、少なくとも２個以上の発光素子を同時に発光できることは、ケーブル接続の場合と同様である。前記電磁波としては、ラジオ周波数帯から無線ＬＡＮ等の５ＧＨｚ帯での波長を使用することができる。無線電磁波、或いは有線に流れる電流の漏れ磁束による誘導電磁波の出力値は、間欠的、増減させる周期を、人の脳波にリラックス効果を高めるα波と同調させると共に、視覚的な癒し効果をもたらすものであることが好ましい。
【００３９】
癒し効果をもたらす電飾イルミネーションの電源は、携帯電話に使用される電波や有線の電力線から発生する磁束等の無線式電磁波源を用いることができる。これにより、イルミネーションを構成する光源の配置がきわめて容易となり、敷設・増設等の作業性を向上させることができる。
【００４０】
また、電力送信部４１から、上記第１の実施形態のように、駆動電力に駆動信号を重畳した電磁波を送出することも可能である。アンテナ４１ａまたはケーブル４１ｂに駆動電力および駆動信号を重畳した状態の電磁波を発生させ送信する。各発光装置４２は、その電磁波をアンテナ４２ａで受信して、駆動電力を復調して発光素子部に受け渡すとともに、論理演算部が検波された電磁波から駆動信号（シリアルデータ）を受け取って処理する。これにより、専用ケーブルを引き廻すことなく、敷設費やメンテナンス費を余分に掛ける必要がなく、任意の発光装置毎に、任意のタイミングで、所望の発光色の制御が可能である。
【００４１】
なお、光の３原色で発光するフルカラーＬＥＤは、微小の駆動電流の変化によって３色の輝度が変化するために、例えば、ケーブルのインピーダンスで発色の色合いが変化してしまうが、ケーブルレスで各発光装置を発光させるので、ケーブル長の制限をなくすことができる。なお、ＬＥＤは、１０〜２０ｍＡ程度の電流で発光し、順方向の駆動電圧は２〜３．６Ｖ程度で４Ｖを供給電圧とすれば十分であることから、駆動に必要な電力は８０ｍＷと極めて微弱であるので、このような電波や誘導電磁波によっても十分に発光駆動させることができる。
【００４２】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、余分な専用ケーブルを引き廻すことなく、光源毎の点灯制御を個々に行うことができ、敷設やメンテナンスの容易な電飾装置で所望のイルミネーションを実現することができる。また、発光素子部の駆動電力の供給を電磁波で行うことができ、これにより、完全にケーブルを省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電飾装置の第１実施形態を示す図であり、（ａ）はその本体部の構成を示すブロック図であり、（ｂ）はその発光部の構成を示すブロック図である。
【図２】その発光部の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】シリアルデータのフレーム構成を示す図である。
【図４】発光部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明に係る電飾装置の変形例を示す図であり、（ａ）はその本体部の構成を示すブロック図であり、（ｂ）はその発光部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る電飾装置の第２実施形態を示す図であり、（ａ）は概念図であり、（ｂ）はその発光部の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１１    制御装置
１２    電源部
１３    操作選択スイッチ盤
１６    出力ドライバ
２１    発光装置
２２    電力ケーブル
２３    発光素子部
２４    電源生成部
２５，３２    信号検出部
２６    論理演算部
２６ａ    ＩＤスイッチ
２７    駆動ドライバ
３１    送信部
３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａ    アンテナ
４１    電力送信部
４１ｂ    ケーブル
４３ａ    アンテナコイル
４５    検波ダイオード
４６    定電圧ダイオード
４７    平滑コンデンサ
【図１】
2004303445.tif 000003
【図２】
2004303445.tif 000004
【図３】
2004303445.tif 000005
【図４】
2004303445.tif 000006
【図５】
2004303445.tif 000007
【図６】
2004303445.tif 000008