(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ集合ランプと、駆動回路と、特性記憶手段と、特性選択手段と、制御入力発生手段と、制御手段を備えた調光式ＬＥＤ照明器具であって、
ＬＥＤ集合ランプは、第１色ＬＥＤ群と、第２色ＬＥＤ群と、第３色ＬＥＤ群を含み、
駆動回路は、制御手段から与えられる第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データに基づいて第１色ＬＥＤ群・第２色ＬＥＤ群・第３色ＬＥＤ群をそれぞれ指定の輝度になるように発光駆動し、
特性記憶手段は、複数種類の調光特性を格納し、
１つの調光特性は、色度座標上に設定された１つの一次曲線に対応する特性であり、１つの入力変数に対して第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データの３つの出力変数を規定し、
特性選択手段は、複数種類の調光特性の中から利用者が任意の１つの調光特性を選択可能とし、
制御入力発生手段は、利用者の操作により所定範囲内で値が増減する制御入力信号を発生し、
制御手段は、特性記憶手段に格納された複数種類の調光特性の中から特性選択手段により選択された調光特性に基づいて、制御入力発生手段による制御入力信号を前記入力変数として対応する第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データを抽出して駆動回路に与える
調光式ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
ＬＥＤ集合ランプと、駆動回路と、特性記憶手段と、特性選択手段と、制御手段を備えた調光式ＬＥＤ照明器具であって、
ＬＥＤ集合ランプは、第１色ＬＥＤ群と、第２色ＬＥＤ群と、第３色ＬＥＤ群を含み、
駆動回路は、制御手段から与えられる第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データに基づいて第１色ＬＥＤ群・第２色ＬＥＤ群・第３色ＬＥＤ群をそれぞれ指定の輝度になるように発光駆動し、
特性記憶手段は、複数種類の調光特性を格納し、
１つの調光特性は、色度座標上に設定された１つの一次曲線に対応する特性であり、１つの入力変数に対して第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データの３つの出力変数を規定し、
特性選択手段は、複数種類の調光特性の中から利用者が任意の１つの調光特性を選択可能とし、
制御手段は、特性記憶手段に格納された複数種類の調光特性の中から特性選択手段により選択された調光特性に基づいて、調光制御開始からの経過時間を前記入力変数として対応する第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データを抽出して駆動回路に与える
調光式ＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般家庭やオフィスや商店などで用いる照明器具に関し、とくに、交流電源から受電して光源としてのＬＥＤを発光駆動する調光式ＬＥＤ照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高輝度の青色ＬＥＤが実用になったことから、この青色ＬＥＤを赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとともに集合実装し、ＬＥＤ集合ランプを構成することで、蛍光灯や白熱電灯と同様な一般用の照明器具として応用できるようになった。ＬＥＤ集合ランプによる照明器具は、長寿命で低消費電力など、蛍光灯や白熱電灯などの既存の照明器具と比べて、きわだった利点を有している。その利点の１つに、照明光の色を自由に変えることが容易などいうことがあげられる。つまり、ＲＧＢ３原色のＬＥＤ群を集合実装してランプを構成し、これら３原色のＬＥＤ群の輝度を色別に可変するように回路構成することで、照明光の色調を広範囲かつ多彩に可変調整できることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようなＬＥＤ集合ランプによる照明器具において、青色ＬＥＤの輝度を可変調整する青色調整ツマミと、赤色ＬＥＤの輝度を調整する赤色調整ツマミと、緑色ＬＥＤの輝度を調整する緑色調整ツマミを設けたとする。この場合、これら３個の調整ツマミを可変操作することで照明光の色調を任意に変えることができる。
【０００４】
このような調光式ＬＥＤ照明器具の使い勝手はどうであろうか。スーパーマーケットの店内の商品照明用として用いる場合を考えてみよう。店の経営者は、照明色が人に与える色感を巧みに利用することで商品の鮮度を良好に見せてお客の購買意欲を促進させようとするだろう。そのために例えば、肉は赤みがかった白色で照明し、野菜は青みがかった白色で照明するなど、各商品の色に合わせて照明を適宜調光する。しかし、前述した３個の調整ツマミで「赤みがかった白色」や「青みがかった白色」のような微妙な色調を３原色の組み合わせで表現するのは難しい。なぜなら、３個の調整ツマミによる組み合わせパターンは無数に存在するからである。このことは、一般家庭のリビングの照明として利用する場合や、バーやクラブの店内のムード照明として用いる場合にもあてはまる。
【０００５】
また最近では、色差などの高度な概念を用いることによって前述した調整ツマミの数を減らすことも考えられているが、「色差」などの概念があまりにも専門的すぎて素人には理解できず、調光するときに実感が伴わないという問題があった。また、再現性に乏しいという問題もあった。
【０００６】
また、幾つかの色調があらかじめ用意され、利用者がその中から所望の色調を適宜選択する形態のものもあるが、提供された色調による色感が離散的であるため、微妙な色調表現ができなかった。
【０００７】
さらに、前述した照明色の調整ツマミなどの操作入力部は、壁などに据え付けられることが多いため、調整するときの利便性がよくない。できれば、ＴＶのチャンネルをリモコン操作で変えたりするような感覚で照明色を調整したいものである。
【０００８】
この発明はこのような従来の問題点を解決すべくなされたもので、その目的は、どのような人でも簡単に照明を調光することができ、例えばリモコンの１つの操作ツマミを可変操作するだけで広範囲かつ多彩な色調が得られるようなＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る調光式ＬＥＤ照明器具は、分説すると、つぎの事項（１）〜（８）により特定されるものである。
（１）ＬＥＤ集合ランプと、駆動回路と、特性記憶手段と、特性選択手段と、制御入力発生手段と、制御手段を備えた調光式ＬＥＤ照明器具であること
（２）ＬＥＤ集合ランプは、第１色ＬＥＤ群と、第２色ＬＥＤ群と、第３色ＬＥＤ群を含むこと
（３）駆動回路は、制御手段から与えられる第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データに基づいて第１色ＬＥＤ群・第２色ＬＥＤ群・第３色ＬＥＤ群をそれぞれ指定の輝度になるように発光駆動すること
（４）特性記憶手段は、複数種類の調光特性を格納すること
（５）１つの調光特性は、色度座標上に設定された１つの一次曲線に対応する特性であり、１つの入力変数に対して第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データの３つの出力変数を規定すること
（６）特性選択手段は、複数種類の調光特性の中から利用者が任意の１つの調光特性を選択可能とすること
（７）制御入力発生手段は、利用者の操作により所定範囲内で値が増減する制御入力信号を発生すること
（８）制御手段は、特性記憶手段に格納された複数種類の調光特性の中から特性選択手段により選択された調光特性に基づいて、制御入力発生手段による制御入力信号を前記入力変数として対応する第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データを抽出して駆動回路に与えること
【００１０】
第２発明に係る調光式ＬＥＤ照明器具は、分説すると、つぎの事項（11）〜（17）により特定されるものである。
（11）ＬＥＤ集合ランプと、駆動回路と、特性記憶手段と、特性選択手段と、制御手段を備えた調光式ＬＥＤ照明器具であること
（12）ＬＥＤ集合ランプは、第１色ＬＥＤ群と、第２色ＬＥＤ群と、第３色ＬＥＤ群を含むこと
（13）駆動回路は、制御手段から与えられる第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データに基づいて第１色ＬＥＤ群・第２色ＬＥＤ群・第３色ＬＥＤ群をそれぞれ指定の輝度になるように発光駆動すること
（14）特性記憶手段は、複数種類の調光特性を格納すること
（15）１つの調光特性は、色度座標上に設定された１つの一次曲線に対応する特性であり、１つの入力変数に対して第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データの３つの出力変数を規定すること
（16）特性選択手段は、複数種類の調光特性の中から利用者が任意の１つの調光特性を選択可能とすること
（17）制御手段は、特性記憶手段に格納された複数種類の調光特性の中から特性選択手段により選択された調光特性に基づいて、調光制御開始からの経過時間を前記入力変数として対応する第１色輝度データ・第２色輝度データ・第３色輝度データを抽出して駆動回路に与えること
【００１４】
【発明の実施の形態】
＝＝＝照明器具の構成＝＝＝
この発明の一実施例による調光式ＬＥＤ照明器具の電気的構成を図１に示している。このＬＥＤ照明器具は、光源としてのＬＥＤ集合ランプ部１１を備えた本体１と、この本体１と無線伝送路で結合されたリモートコントローラ２を主な構成要素としている。
【００１５】
本体１の集合ランプ部１１は、赤色ＬＥＤ群１１ａと緑色ＬＥＤ群１１ｂと青色ＬＥＤ群１１ｃとが集合実装されてなり、赤・緑・青がよく混ざった照明光として発散できるように光学系を構成している。電気的には、多数の赤色ＬＥＤが適宜に直並列接続されて赤色ＬＥＤ群１１ａを構成し、多数の緑色ＬＥＤが適宜に直並列接続されて緑色ＬＥＤ群１１ｂを構成し、多数の青色ＬＥＤが適宜に直並列接続されて青色ＬＥＤ群１１ｃを構成している。
【００１６】
本体１の交流電源接続部は、一般の１００ボルト商用交流電源のコンセントに適合する電源プラグ１２ａである。電源プラグ１２ａを有効な電源コンセントに接続し、電源スイッチ１２ｂをオンにすると、交流電源がダイオードブリッジ整流回路１３ａおよびコンデンサ１３ｂからなる電源変換部で整流平滑されて直流電源に変換される。この電源変換部の出力には、集合ランプ部１１を構成する赤色ＬＥＤ群１１ａ・緑色ＬＥＤ群１１ｂ・青色ＬＥＤ群１１ｃがそれぞれ並列に接続されている。赤色ＬＥＤ群１１ａの直流電源ライン上には、これに通電して発光させる赤色駆動回路が接続されている。同様に、緑色ＬＥＤ群１１ｂのライン上には緑色駆動回路が接続され、青色ＬＥＤ群１１ｃのライン上には青色駆動回路が接続されている。このように各色それぞれに駆動回路が接続されることで、各色のＬＥＤ群を個別に発光駆動させる駆動系が構成されている。なお、各色の駆動回路は、定電流型ドライバ１４ａ・１４ｂ・１４ｃと、レジスタ１５ａ・１５ｂ・１５ｃと、コンパレータ１６ａ・１６ｂ・１６ｃとを備えるとともに、カウンタ１７を介して発信回路１８に接続されている。この駆動系の構成要素およびその動作については後で詳しく説明する。
【００１７】
本体１の処理系で中心的な役割を担うのはメモリを内蔵したマイコン１９である。マイコン１９は、その入力がコントロール信号受信部１１０に接続されるとともに、出力がバス１１１を介して前記駆動系にそれぞれ接続されている。ここでコントロール信号受信部１１０にコントロール信号を送信するのがリモートコントローラ２である。
【００１８】
リモートコントローラ２は、そのケース表面には英数表示の液晶表示部と、複数のボタンやツマミからなる操作入力部と、この操作入力部からの入力に基づいて本体１の発光用のコントロール信号をＩｒＤＡ信号として本体１に送信するコントロール信号送信部と、これら各部にバスを介して接続されてこれらを統合制御するマイコンとを備えている。
【００１９】
前記操作入力部は、照明光調節用として可変抵抗またはロータリーエンコーダなどで構成される２系統の制御入力発生手段を備えており、これらにより所定範囲内で値が増減する２系統の制御入力信号が発生される。前記２系統の制御入力発生手段のうち、１つは前記ＬＥＤ集合ランプ１５の輝度（明るさ）を均等に制御する旨の指令を入力する手段であり、光量入力信号を発生する（以下、光量入力手段）。もう１つは前記赤色ＬＥＤ群１１ａ・緑色ＬＥＤ群１１ｂ・青色ＬＥＤ群１１ｃの輝度をそれぞれ個別に制御する旨の指令を入力する手段であり、色調入力信号を発生する（以下、色調入力手段）。つぎにこれらの入力信号に基づく前記ＬＥＤ群の駆動制御について詳述する。
【００２０】
＝＝＝ＬＥＤ群の駆動制御＝＝＝
利用者が前述の光量・色調制御入力手段にて前記液晶表示部に表示される英数字を見ながら所定の入力操作を行うと、コントローラ２のマイコンはその操作に応じて発生した前記光量・色調入力信号を送信部にセットする。つぎに利用者が所定操作を行うと、マイコンは前記セットされた入力信号に応じた前記ＩｒＤＡ信号を本体１のコントロール信号受信部１１０に向けて個別に送信する。
【００２１】
本体１のマイコン１９は、前記信号受信部１１０によって受信された前記ＩｒＤＡ信号を２系統の制御信号として個別に処理する。その２系統の制御信号とは、１つは光量制御信号であり、もう１つは色調制御信号である。
前記光量制御信号は各ドライバ１４ａ・１４ｂ・１４ｃの電流値設定端子に共通の信号としてマイコン１９を介して入力される。各ドライバ１４ａ・１４ｂ・１４ｃを流れる電流値がこの光量制御信号に応じて均等に増減されることで、各ＬＥＤ群１１ａ・１１ｂ・１１ｃへの通電電力が均等に増減される。つまり、リモートコントローラ２の前記光量入力手段からの入力操作によって各ＬＥＤ群１１ａ・１１ｂ・１１ｃの輝度階調が均等に変化されることになる。
【００２２】
この実施例では、このような輝度の均等制御とはべつに各ＬＥＤ群１１ａ・１１ｂ・１１ｃの輝度階調を個別に制御することができる。この階調制御は、もう１つの制御信号である前記光量制御信号に基づくパルス幅変調方式により行われる。すなわち、前記光量制御信号はマイコン１９のＡ／Ｄ変換端子に入力されて所定の変換処理が実行された後、各ＬＥＤ群１１ａ・１１ｂ・１１ｃの輝度階調の制御の基となる各８ビットの赤色輝度データ・緑色輝度データ・青色輝度データとして変換出力されて、各レジスタ１５ａ・１５ｂ・１５ｃにそれぞれラッチされる。このラッチされた各８ビットの赤色輝度データ・緑色輝度データ・青色輝度データが、赤色ＬＥＤ群１１ａ・緑色ＬＥＤ群１１ｂ・青色ＬＥＤ群１１ｃを発光駆動する駆動パルスのパルス幅を決定するデータとなる。ＲＧＢ３色の駆動系はまったく同じ仕組みで動作するので、以下では赤色の制御系を代表として説明する。
【００２３】
発信回路１８により、十分に高い一定周波数のクロックパルスを連続的に発生させ、このクロックパルスにより（２の８乗）＝２５６進カウンタ１７をインクリメントし、カウンタ１７の８ビット計数値をオール“０”からオール“１”まで一定周期Ｔｓで繰り返し変化させる。この８ビット計数値と、レジスタ１５ａにラッチされた８ビット階調データとをデジタルコンパレータ１６ａでそれぞれ大小比較することで、８ビット階調データに対応したパルス幅Ｔｗで周期が前記Ｔｓの駆動パルスがコンパレータ１６ａから出力される。すなわち、ドライバ１４ａはの駆動パルスのパルス幅Ｔｗの期間だけ赤色ＬＥＤに一定の電流を流して発光させる。このパルス点灯を周期Ｔｓで繰り返す。
【００２４】
以上説明したように、リモートコントローラ２の色調入力手段からの入力操作によって各色のＬＥＤ群１１ａ・１１ｂ・１１ｃの輝度階調が個別に変化されることになる。ここでマイコン１９のＡ／Ｄ変換端子に入力された前記色調制御信号を、各８ビットの赤色輝度データ・緑色輝度データ・青色輝度データに変換する処理は特徴的であるので、つぎにその変換処理について説明する。
【００２５】
＝＝＝色別輝度データの作成＝＝＝
マイコン１９は、Ａ／Ｄ変換端子に入力されたアナログの前記色調制御信号をその大きさに応じて２５６階調でデジタル化するとともに、この階調化されたデジタル値を色調変数用に用意されたアドレス空間に格納する。マイコン１９はその色調変数を入力として内蔵メモリに格納された所定の論理プログラムを実行し、色度座標であらかじめ定められた一次曲線上の座標値（Ｙ，ｘ，ｙ）を取得する。つづいてマイコン１９は、前記論理プログラムをさらに実行させて、３つの座標値Ｙ・ｘ・ｙを基に各８ビットの赤色輝度データ・緑色輝度データ・青色輝度データを得る。これら輝度データが駆動系に出力されるのは前述した通りである。
【００２６】
この実施例において前記色度座標とは、複数の同一輝度面（ｘｙ色度図）を輝度軸方向に重ねて形成される空間座標系であって、この座標系のある一点の座標値（Ｙ，ｘ，ｙ）によって、色の三属性（色の明るさ・色あい・色の鮮やかさ）が一義的に決まる。Ｙは色の明るさに対応し、（ｘ，ｙ）は色あいと色の鮮やかさに対応する。また前記一次曲線とは、前記色度座標に設定された任意の連続的な曲線関数であって、１つの入力値（＝色調指定変数の値）に対して３つの座標値Ｙ・ｘ・ｙを与える。具体例として、輝度値Ｙ0のｘｙ色度図にとった一次曲線を、図２に示す。この図の一次曲線ｆ（ｋ）によれば、色調指定変数ｋが０から２５５に増加するに従って、色調は「ピンクがかった白色」→「緑がかった白色」→「青みがかった白色」のように連続的に変化する。このように色調が連続的に変化することにより、「ピンクがかった白色」と「緑がかった白色」との中間色など、微妙な色調も表現することができる。この一次曲線ｆのパターンを複数用意してマイコン１９の内蔵メモリに格納し、その中から使用用途・時間・季節などに応じて選択できるようにすることで、従来より容易でかつ多彩な調光が可能になる。
【００２７】
また、前記一次曲線を前記色度座標の輝度方向に展開する螺旋形にすることで、１つの変数で複数の異なる輝度値と色調の組み合わせを連続的に与えることができる。例えば図３に示すように、「明るくて青みがかった白色」→「暗くて赤みがかった白色」のような表現が可能であり、これに対応する色感は「晴れやかな感じ」→「落ち着いた感じ」と変化する。この一次曲線ｆのパターンを複数用意してマイコン１９の内蔵メモリに格納し、その中から使用用途・時間・季節などに応じて選択できるようにすることで、利用者の要望に即した照明が可能になる。ハード面では、前述した光量入力手段に関連する要素が色調入力手段のそれに統合されることで、照明器具全体の構成が大幅に簡略化される。
【００２８】
さらに、一次曲線ｆのパラメータを時間ｔとすることで（図３参照）、一定区間を所定の単位時間で変化させるなどのタイマー機能（または、簡易スケジューリング機能）を付帯させることができる。例えば、寝室の照明にこの機能を用いることで、連続的に変化するムードの中での気持ちよい眠りを提供することができる。また、約１時間後に自動的に消灯するようにしておけば節電にもなる。ナイトクラブなどにおいては、お客が着席したときから「気持ちを高揚させる照明」→「落ち着いた照明」→「帰宅を促す照明」と自動的に変化させることで、ある一定時間だけお客に楽しんで頂くとともに、お客の回転率を向上させることが期待できる。
【００２９】
＝＝＝その他＝＝＝
第２の実施例として、前記電源変換部の後段に共通電力制御手段を設けることが考えられる。マイコン１９は、リモートコントローラ２の前記光量入力手段からの入力操作に由来する前記光量制御信号に基づいて前記共通電力制御手段を制御する。すなわち、前記光量制御信号が「小」であれば、前記共通電力制御手段によって前記電源変換部の出力を低下させる。逆に「大」であれば、出力を増加させる。よってこの実施例においても、リモートコントローラ２の光量入力手段からの入力操作によって各色のＬＥＤ群の輝度階調が均等に変化されることになる。
【００３０】
前述した２つの実施例では、リモートコントローラ２の前記光量入力手段の可変操作によって、ＬＥＤ集合ランプ部の色あいをほぼ一定に保ちながら明るさを変化させることができる。これによって照明光の色調をより広範囲かつ多彩に可変調整できる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明の調光式ＬＥＤ照明器具によれば、１系統の制御発生手段から発生される制御入力信号の値に応じてＬＥＤ集合ランプ部の色調が色度座標上であらかじめ定められた一次曲線特性に従って連続的に変化する。これによって前記１系統の制御入力発生手段を可変操作するだけで簡単に調光できる。
【００３２】
また、２系統の制御入力発生手段を設けることによって、ＬＥＤ集合ランプ群の輝度階調の調整を、各色ごとの個別調整と、各色同時の均等調整とに使い分けることができる。これによって、照明光の色調をより広範囲かつ多彩に可変調整できる。
【００３３】
さらに、前記制御入力発生手段を照明器具本体とはべつにリモートコントローラに設けたことにより、ＴＶのリモコンを操作する感覚で簡単に照明を調光できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による調光式ＬＥＤ照明器具の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例に関する一次曲線の概略を示すｘｙ色度図である。
【図３】この発明の一実施例に関する螺旋形状の一次曲線の概略図である。
【符号の説明】
１  照明器具本体
１１  ＬＥＤ集合ランプ部
１９  マイコン
２  リモートコントローラ
【図１】
0004495814.tif 000002
【図２】
0004495814.tif 000003
【図３】
0004495814.tif 000004