(57)【要約】【課題】遠隔の照明負荷ＬＤ１，ＬＤ２を制御する装置を安価に構成する。【解決手段】最近、欧州で省配線化を実現したビットレベル信号を扱うオープンネットワークとして高シェアを占めるＡＳ−ｉ（Ａｃｔｕａｔｏｒ　Ｓｅｎｓｏｒ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を応用し、ＡＳ−ｉマスタＭＳを含むマスタ制御部１００から共通のデジタル伝送路であるＡＳ−ｉケーブル２００に接続されたＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−１，ＳＬ１−２を含むスレーブ制御部３０１，３０２へ、それぞれ照明負荷ＬＤ１，ＬＤ２に対する最新のオン・オフ指令や調光量指令を定周期で伝送する。スレーブ制御部３０１は、スレーブＳＬ１−１が受信出力する４ビット信号ＢＴ（調光量設定指令）に応じてマイコン３１１，トライアック３３０等を介し交流電圧ＡＣＳを断続して照明負荷ＬＤ１に印加し、スレーブ制御部３０２は、信号ＢＴに応じてマイコン３１２，インバータ回路３４０を介し照明負荷ＬＤ２を調光制御する。【選択図】　　　　図１
2004146172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光灯を含む放電灯または（および）白熱灯等の灯手段からなる制御単位となる１または複数の照明負荷（以下単位照明負荷という）それぞれに対応するように、共通のデジタル伝送路であるＡＳ−ｉケーブル上に設けられた１または複数のＡＳ−ｉスレーブと、
この各ＡＳ−ｉスレーブに対応する前記単位照明負荷それぞれについてのオン・オフまたは（および）調光量等の操作内容を指示する指令を入力するための指令入力手段と、
前記の各ＡＳ−ｉスレーブのアドレスを順次指定しつつ、各当該ＡＳ−ｉスレーブへ前記指令入力手段から入力された当該ＡＳ−ｉスレーブに対応する前記単位照明負荷についての最新の指令を、前記ＡＳ−ｉケーブルを介して送信することを所定周期で繰り返すＡＳ−ｉマスタとを備えた照明制御装置であって、
前記ＡＳ−ｉマスタから前記ＡＳ−ｉスレーブが受信する前記指令に応じて当該指令の対象となる前記単位照明負荷を点灯制御する手段を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段が、前記指令に応じて半導体スイッチング素子を介し当該の前記単位照明負荷に印加する交流電圧を断続することを特徴とする照明制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段が、前記オン・オフの指令に応じて、リレーを介し当該の前記単位照明負荷に印加する電圧をそれぞれオン・オフすることを特徴とする照明制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段が、前記調光量の指令に応じて、放電灯からなる当該の前記単位照明負荷に印加する交流電圧の振幅もしくは周波数、または該単位照明負荷の直列インピーダンスを可変することを特徴とする照明制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠隔にある蛍光灯や白熱灯などの照明負荷をデジタル伝送路を介して制御する照明制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
施工を容易にするために弱電信号配線を用い、白熱灯や蛍光灯などの照明負荷を同一系統で調光制御する照明制御装置の例としては、図３に示すような照明制御装置が開示されている（特許文献１参照。）。
同図においてＰＷＭ調光器１は、各種の照明負荷＃０〜＃２に対する調光操作量を設定するフェーダのような操作部１１と、操作部１１の操作量に応じて照明負荷＃０〜＃２の別にＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生器１２とを備えており、ＰＷＭ信号発生器１２から各負荷＃０〜＃２に対しそれぞれ個別の信号線を介してＰＷＭ信号を送信する。
【０００３】
この例では、負荷＃０は蛍光灯とこれを点灯駆動するインバータとを組み合わせたインバータ蛍光灯からなり、負荷＃１は通常の交流電源６によって点灯される白熱灯、またはダウントランスにより低電圧で点灯される白熱灯からなり、負荷＃２は交流電源６によって点灯される蛍光灯からなっている。
位相制御変換器３は、ＰＷＭ調光器１から送信されたＰＷＭ信号をフォトカプラによって絶縁入力したうえ、整流平滑化してＡ／Ｄ変換すると共に交流電源との同期をとり、ＰＷＭ信号のオンデューティに応じて交流電源６のゼロクロス点からの点弧位相角を定める位相制御信号を生成する。そして内蔵するトライアックをこの位相制御信号によって点弧し、交流電源６の位相制御された電圧を生成して負荷を点灯駆動する。
【０００４】
このような構成により、負荷＃０についてはＰＷＭ調光器１から送信されたＰＷＭ信号のオンデューティで定められる光出力比となるように蛍光灯をインバータ点灯し、負荷＃１および＃２についてもＰＷＭ調光器１から送信されたＰＷＭ信号のオンデューティで定められる光出力比となるように位相制御変換器３を介する交流電源６の位相制御電圧により、それぞれ白熱灯および蛍光灯を点灯する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２６８７９号公報
【非特許文献１】
ＥＮ５０２９５
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３の方式ではＰＷＭ信号発生器１２からＰＷＭ信号を複数の照明負荷へ送信する配線がツリー状となるため、配線に時間がかかり配線工事がコスト高になるという問題点がある。
本発明の目的は、この問題を解消しＡＳ−ｉ（Ａｃｔｕａｔｏｒ　Ｓｅｎｓｏｒ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）オープンネットワークを利用することにより簡単な配線工事で多数の照明負荷を制御できる照明制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１の照明制御装置は、
蛍光灯を含む放電灯または（および）白熱灯等の灯手段からなる制御単位となる１または複数の照明負荷（ＬＤ１，ＬＤ２など、以下単位照明負荷という）それぞれに対応するように、共通のデジタル伝送路であるＡＳ−ｉケーブル（２００）上に設けられた１または複数のＡＳ−ｉスレーブ（ＳＬ１−１，ＳＬ１−２など）と、
この各ＡＳ−ｉスレーブに対応する前記単位照明負荷それぞれについてのオン・オフまたは（および）調光量等の操作内容を指示する指令を入力するための指令入力手段（操作部１１０）と、
前記の各ＡＳ−ｉスレーブのアドレスを順次指定しつつ、各当該ＡＳ−ｉスレーブへ前記指令入力手段から入力された当該ＡＳ−ｉスレーブに対応する前記単位照明負荷についての最新の指令を、前記ＡＳ−ｉケーブルを介して送信することを所定周期で繰り返すＡＳ−ｉマスタ（ＭＳ）とを備えた照明制御装置であって、
前記ＡＳ−ｉマスタから前記ＡＳ−ｉスレーブが受信（して出力）する前記指令（４ビット信号ＢＴ）に応じて当該指令の対象となる前記単位照明負荷を点灯制御する手段（スレーブ制御部３０１，３０２など）を備えたものとする。
【０００８】
また請求項２の照明制御装置は、請求項１に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段（スレーブ制御部３０１）が、前記指令に応じて（マイコン３１１、同期回路３２０と）半導体スイッチング素子（トライアック３３０など）を介し当該の前記単位照明負荷（ＬＤ１）に印加する交流電圧（ＡＣＳなど）を断続するようにする。
また請求項３の照明制御装置は、請求項１に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段が、前記オン・オフの指令に応じて、リレーを介し当該の前記単位照明負荷に印加する電圧をそれぞれオン・オフするようにする。
【０００９】
また請求項４の照明制御装置は、請求項１に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段（スレーブ制御部３０２）が、前記調光量の指令に応じて、（マイコン３１２、インバータ回路３４０を介し）放電灯からなる当該の前記単位照明負荷（ＬＤ２）に印加する交流電圧の振幅もしくは周波数、または該単位照明負荷の直列インピーダンスを可変するようにする。
本発明の作用は、最近、ヨーロッパで省配線化を実現したビットレベルの信号を取り扱うオープンネットワークとしてデファクトスタンダードとなっているＡＳ−ｉ（Ａｃｔｕａｔｏｒ　Ｓｅｎｓｏｒ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を応用し、照明器具の光量設定指令をデジタルデータとして伝送し、遠隔で調光制御を行うことにより、電気配線工事の工数を削減するとともに、安価な照明制御装置を実現しようとするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例としての照明制御装置のシステム構成図であるが、図１の説明に入る前にＡＳ−ｉネットワークの概要を簡単に説明する。
このＡＳ−ｉは、ＦＡ　（Ｆａｃｔｏｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）　ネットワークにおいて、センサやアクチュエータを接続するためのビットレベルの信号を取り扱う、ＥＮ規格（非特許文献１参照。）で規定された、フィールドネットワークの中では最下位層に位置する省配線化オープンネットワーク、またはこれに関連して用いられる機器をいう。
【００１１】
この機器としては次に述べるＡＳ−ｉ通信用電源装置ＰＳ１、ＤＣ２４Ｖ補助電源装置ＰＳ２、マスタモジュール（単にマスタまたはＡＳ−ｉマスタともいう）ＭＳ、スレーブモジュール（単にスレーブまたはＡＳ−ｉスレーブともいう）ＳＬ１〜ＳＬ４などがある。
図２はＡＳ−ｉネットワークの構成例を示す。上位にマスタＭＳがあり、マスタＭＳからデジタル伝送路と電源線を兼用した２本の電線（ＡＳ−ｉ＋，ＡＳ−ｉ−）が延びている。この電線ＡＳ−ｉ＋とＡＳ−ｉ−には、通信信号を減衰させないためのデカップリング回路を内蔵したＡＳ−ｉ専用電源ＰＳ１とＤＣ２４Ｖの電源ＰＳ２とが接続される。
【００１２】
スレーブＳＬ１〜ＳＬ４はここでは４台示すが、最大で３１台接続可能である。このスレーブＳＬ１〜ＳＬ４としては、負荷を制御するための出力のみを持ったもの（スレーブＳＬ１）、センサまたはアクチュエータの信号を取り入れる入力のみを持ったもの（スレーブＳＬ４）、または出力および入力の両方を持ったもの（スレーブＳＬ２，ＳＬ３）等の種類がある。
また、出力を持ったスレーブに対しては、負荷を動作させるためＤＣ電源ＰＳ２を接続するようにしたもの（スレーブＳＬ１，ＳＬ２）と、負荷を動作させるための電源もＡＳ−ｉ電源ＰＳ１からとるようにしたもの（スレーブＳＬ３）とがある。
【００１３】
マスタＭＳはプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）と組み合わせ可能になっており、例えばセンサ等からの入力に対して要求される負荷の動作をさせるため、予めマスタＭＳで必要なプログラムを組み、動作の制御をするようにしている。
次に図１を説明する。なお、図１において図２と同じ符号は同一もしくは相当部分を示す。この図１においては、上位にマスタ制御部１００が設けられ、マスタ制御部１００は、この照明制御装置を統括制御する前記ＡＳ−ｉマスタＭＳと、本例では白熱灯，蛍光灯からなる照明負荷ＬＤ１および蛍光灯からなる照明負荷ＬＤ２それぞれについてのオン・オフや調光量等の操作内容を指示する指令（以下操作指令という）をマスタＭＳに入力するための操作部１１０とで構成されている。
【００１４】
ＡＳ−ｉマスタＭＳからは、図外の前記ＡＳ−ｉ電源ＰＳ１，ＤＣ電源ＰＳ２が接続された２本の電線（ＡＳ−ｉ＋，ＡＳ−ｉ−）からなるＡＳ−ｉケーブル２００が延びており、このＡＳ−ｉケーブル２００にマルチドロップ状に照明負荷ＬＤ１に対応する前記ＡＳ−ｉスレーブＳＬ１としてのＳＬ１−１と、同じく照明負荷ＬＤ２に対応する前記ＡＳ−ｉスレーブＳＬ１としてのＳＬ１−２とが接続されている。
なお、ＡＳ−ｉスレーブとして本例では２台のみを示しているが、前述のようにスレーブは最大３１台接続可能である。また、本例ではスレーブＳＬ１−１，ＳＬ１−２はＬＳｉチップからなっている。
【００１５】
ここで、ＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−１は、マイコン３１１、同期回路３２０、トライアック３３０と共に照明負荷ＬＤ１を制御するスレーブ制御部３０１を構成し、ＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−２は、マイコン３１２、インバータ回路３４０と共に照明負荷ＬＤ２を制御するスレーブ制御部３０２を構成している。
この図１の構成において、ＡＳ−ｉマスタＭＳは、所定周期でＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−１とＳＬ１−２のアドレスを順次指定し、そのつどスレーブＳＬ１−１には操作部１１により入力された照明負荷ＬＤ１についての最新の操作指令を送信し、同じくスレーブＳＬ１−２には操作部１１により入力された照明負荷ＬＤ２についての最新の操作指令を送信することをサイクリックに繰り返す。
【００１６】
これにより、スレーブ制御部３０１のＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−１とスレーブ制御部３０２のＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−２はそれぞれ受信した操作指令に対応する４ビットの信号ＢＴを出力する。
スレーブ制御部３０１のマイコン３１１はこの４ビットの信号ＢＴを入力すると共に、同期回路３２０を介して商用交流電源ＡＣＳの電圧のゼロクロス点と同期をとり、４ビット信号ＢＴ（調光量を指定する操作指令）に応じた位相角の点弧信号を生成してトライアック３３０を点弧する。
このときトライアック３３０は交流電源ＡＣＳの電圧の各半波ごとにこの位相角の時点（点弧時点）から当該半波電流の消滅時点まで導通する。このようにして信号ＢＴの４ビットで最大１６（＝２４　）段階に照明負荷ＬＤ１の光量を変化させることができる。
【００１７】
トライアック３３０を用いた、調光量可変のための交流電源ＡＣＳの断続方法としては、以上の位相制御法の他に、いわゆるサイクル制御法を用いることもできる。これは、交流電源ＡＣＳの電圧のゼロクロス点を両端とする１サイクルの期間を単位期間とし、ｍ，ｎをそれぞれ１以上の整数としたとき、ｍ／ｎを必要な調光量にあわせて可変設定したうえ、ｍサイクル分の単位期間からなるオフ期間と、ｎサイクル分の単位期間からなるオン期間とを交互に繰り返すように制御するものである。
このサイクル制御法は位相制御法に比べ無通電時間が長くなることによる照明のチラツキを防ぐ配慮が必要となるが、スイッチング素子の断続に伴うノイズ発生が少なくなる利点がある。このサイクル制御法は特に、交流電源ＡＣＳを以下に述べるインバータ回路３４０等で生成される高周波電源とした場合に、無通電時間を短くできて有効である。
【００１８】
ところで、スレーブ制御部３０１の回路で、単に照明負荷ＬＤ１をオン・オフしたい場合は、それぞれ前記位相角を０°，１８０°とする操作指令をＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−１に送信してトライアック３３０を全オン・全オフにすればよい。
次に、スレーブ制御部３０２においては、ＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−２から前記４ビットの信号ＢＴ（調光量を指定する操作指令）をマイコン３１２が受取り、この操作指令に応じた調光量となるようにインバータ回路３４０を制御して蛍光灯からなる照明負荷ＬＤ２を調光制御する。
【００１９】
なお、インバータ回路３４０は、交流電源ＡＣＳの電圧を図外の整流手段を介し整流して直流電圧を生成し、この直流電圧を図外の半導体スイッチング素子を介し断続して高周波の交流電圧を生成し照明負荷ＬＤ２を点灯する。
この場合の調光量可変方法としては、上記高周波交流電圧の振幅や周波数を可変したり、照明負荷ＬＤ２を構成する蛍光灯に付加する直列インピーダンス、例えばリアクトルあるいはコンデンサを可変する方法が考えられる。
また、スレーブ制御部３０２の構成方法としては、インバータ回路３４０内の調光量可変に必要な制御回路部分のみをスレーブ制御部３０２側に残し、インバータ回路３４０のその他の回路部分を照明負荷ＬＤ２側に移す構成も考えられる。
【００２０】
次に、照明負荷ＬＤ１，ＬＤ２を単にオン・オフするのみの用途の場合、ＡＳ−ｉスレーブＳＬ１−１、ＳＬ１−２から出力される４ビット信号ＢＴで例えば１個〜４個のリレーをオン・オフして交流電源ＡＣＳを開閉し、各照明負荷ＬＤ１，ＬＤ２に与える方法が考えられる。
この場合、スレーブ制御部３０１，３０２におけるマイコン３１１，３１２を含む後段の電子回路が不要となり、照明制御装置をより低コスト化することができる。またこの場合、リレーにＡＳ−ｉスレーブチップを内蔵する構成も考えられる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ＡＳ−ｉオープンネットワークを利用し、ＡＳ−ｉマスタを含むマスタ制御部から、共通のデジタル伝送路としてのＡＳ−ｉケーブルにマルチドロップ状に接続されたＡＳ−ｉスレーブを含むスレーブ制御部へ、このスレーブ制御部によって直接制御される照明負荷に対するオン・オフ指令や調光量設定指令をデジタルデータとして伝送し、スレーブ制御部を介して照明負荷へ印加する点灯用電圧を制御し、調光制御を行うようにしたので、
特に、マスタ制御部とスレーブ制御部を結ぶ伝送路の配線工事が容易になり、電気配線の工数を削減するとともに、安価な照明制御装置を実現することができる。
【００２２】
また、ＡＳ−ｉ規格によって作られるスレーブ制御部等の機器はＩＰ６７の防水構造を基本としているので、雨漏り等の保護を別途処理する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例として照明制御装置のシステム構成図
【図２】ＡＳ−ｉネットワークの構成例を示す図
【図３】従来の照明制御装置のシステム構成例を示す図
【符号の説明】
１００　　　　　　　　　　　マスタ制御部
１１０　　　　　　　　　　　操作部
２００　　　　　　　　　　　ＡＳ−ｉケーブル
３０１，３０２　　　　　　　スレーブ制御部
３１１，３１２　　　　　　　マイコン
３２０　　　　　　　　　　　同期回路
３３０　　　　　　　　　　　トライアック
３４０　　　　　　　　　　　インバータ回路
ＭＳ　　　　　　　　　　　　ＡＳ−ｉマスタ
ＳＬ１−１，ＳＬ１−２　　　ＡＳ−ｉスレーブ（チップ）
ＡＳ−ｉ＋，ＡＳ−ｉ−　　　ＡＳ−ｉケーブル２００を構成する電線
ＬＤ１，ＬＤ２　　　　　　　照明負荷
ＡＣＳ　　　　　　　　　　　交流電源
【図１】
2004146172.tif 000003
【図２】
2004146172.tif 000004
【図３】
2004146172.tif 000005